CH315800A - Elektromagnetisch betätigte Mehrscheiben-Reibungskupplung mit Selbst-Servowirkung - Google Patents

Description

      Elektromagnetisch   <B>betätigte</B>     Mehrscheiben-Reibungskupplung   <B>mit</B>     Selbst-Servowirkung       Gegenstand des Hauptpatentes ist eine       Mehrscheiben-Reibungskupplung    mit elektro  magnetischer Betätigung, Welche Kupplung  zwei durch Federdruck zusammengehaltene  Betätigungskörper aufweist, die auf den ein  ander zugekehrten Seiten Einsätze mit kegel  förmigen Laufbahnen besitzen, zwischen denen  Kugeln angeordnet sind, wobei ein Betäti  gungskörper auf seinem Träger in beiden  Drehrichtungen frei drehbar und axial be  weglich ist und den Anker eines Elektro  magneten bildet, der andere Betätigungskör  per drehfest,

   aber axial verschiebbar auf sei  nem Träger angeordnet ist und einen Druck  körper für das Zusammenpressen der Reib  flächen bildet, und die beiden Betätigungs  körper der gleichen Kupplungshälfte angehö  ren, das Ganze derart angeordnet und aus  gebildet, dass beim Einschalten des Elektro  magneten zwecks Einrückens der Kupplung  der Anker unter Überwindung eines Feder  druckes und unter     überbrückung    eines mini  malen Luftspaltes mit der andern rotierenden,  den Elektromagneten aufweisenden Kupp  lungshälfte gekuppelt wird, der an den Elek  tromagneten     angepresste    Anker nun infolge  an ihm wirkender Reibkraft bewirkt, dass zwi  schen den Betätigungskörpern eine Verdre  hung erfolgt, wodurch die Kugeln im Kreis  bogen in den kegelförmigen Laufbahnen der  Einsätze aufrollen und bewirken,

   dass die Be  tätigungskörper mit Keilwirkung auseinander  gedrückt werden und der Druckkörper ge-         zwungen    wird, sich gegen Federdruck axial zu  verschieben und die Reibflächen der Kupp  lungsscheiben     aneinanderzupressen,    wobei der  Gegendruck des erzeugten     Anpressdruckes    auf  den Anker zurückkommt, was seinen     Anpress-          druck    an den Elektromagneten erhöht, die  Reibkraft zwischen Anker und Elektromagnet  steigert und somit die genannte Keilwirkung  verstärkt, so dass für die Kupplung eine rela  tiv kleine     Magnetspule    genügt mit geringem  Stromverbrauch.  



  Bei Antriebskupplungen hat sich ergeben,  dass die Stromzuführung für die rotierende  Magnetspule über Schleifringe und Schleif  kontakte oft zu Störungen führen.  



  Gemäss vorliegender zusätzlicher Erfin  dung soll eine Vereinfachung oder Verbesse  rung der Kupplung gemäss Hauptpatent da  durch erreicht werden, dass für die Betäti  gung der Kupplung ein Elektromagnet mit  feststehender Magnetspule vorgesehen ist, wo  durch Schleifringe und Bürsten wegfallen; die  Verhältnisse sind hierbei so, dass sich bei der  Einschaltung der Magnetspule ein magneti  sches Feld ausbildet, durch das der Anker  gegen einen Teil der äussern Kupplungshälfte  gezogen und an diesen Teil     angepresst    wird,  so dass nun der Anker infolge an ihm wirken  der Reibkraft die     obgenannte    Verstärkungs  wirkung herbeiführt.  



  Die Zeichnung veranschaulicht ein Aus  führungsbeispiel des Erfindungsgegenstan-      des; sie zeigt eine     Mehrscheiben-Trockenkupp-          lung    zur Verbindung einer Welle mit einer  Keilriemenscheibe, wobei die Keilriemen  seheibe oder die Welle in beliebiger Drehrich  tung rotierend der antreibende Teil sein  kann.    In der Zeichnung ist die auf der Welle 1  leerlaufende     Keilriemenscheibe    mit 2 bezeich  net, welche mit dem Körper 3 und den Reib  scheiben 4 zusammen die äussere Kupplungs  hälfte bildet.

   Der drehfest mit der Keilrie  menscheibe 2 verbundene Körper 3 weist auf  der innern Stirnseite eine Reibfläche 3' auf  und ist auch der     Mitnehmer    der in axialer  Richtung beweglichen, am Aussenrand genu  teten Reibscheiben 4 aus Werkstoff mit hohem  Reibungskoeffizient.    Die innere Kupplungshälfte besteht aus  dem auf der Welle 1     aufgekeilten        übertra-          gungskörper    5, dem Anker 6, der in beiden  Drehrichtungen auf dem Körper 5 drehbar  ist, dem drehfest auf diesem Körper angeord  neten -Druckkörper 7, der eine innere Kupp  lungsscheibe bildet, und der drehfest auf dem  Körper 5 angeordneten innern Kupplungs  scheibe B.

   Der Druckkörper 7 und die Kupp  lungsscheibe 8 sind mit     Innenausnehmungen     auf den genuteten Übertragungskörper auf  geschoben und übertragen, wenn die äussere  Kupplungshälfte der treibende Teil ist, das  Drehmoment auf den Körper 5, der dieses auf  die Welle 1 abgibt. Der Druckkörper 7 und  die Kupplungsscheibe 8 können sich axial  gegen die benachbarten äussern Reibscheiben  4 zu verschieben. Der Anker 6 kann sich in  axialer Richtung gegen den benachbarten       Aussenkörper    3 zu bewegen; beim Einschalten  des Erregerstromes wird der Anker 6 durch  elektromagnetische Anziehung gegen den  Aussenkörper 3 gezogen, wobei die Reibfläche  6' des Ankers 6 an die Reibfläche 3' des  Aussenkörpers 3     angepresst    wird.

   Die Betäti  gungskörper 6 und 7 weisen auf den einan  der zugekehrten Seiten, z. B. im Winkel  abstand von je 72 , Einsätze 9 mit kegelför  migen Laufbahnen auf,     zwischen    denen mit  tels Käfig 10 radial gehaltene Kugeln 11 an-    geordnet sind. Um beim Ausschalten des Er  regerstromes die Betätigungskörper 6 und 7  unmittelbar in die Ausgangslage zurückzu  führen, die erfolgte Verdrehung des Ankers  gegenüber dem Druckkörper 7 aufzuheben  und die Reibflächen zu lüften, sind die beiden  Betätigungskörper 6 und 7 durch Rückzug  federn 12, z. B. im Winkelabstand von je 72 ,  miteinander verbunden.  



  Für die Betätigung der Kupplung ist eine  feststehende     Magnetspule    13 auf einem fest  stehenden     Stahlgusskörper    14 angeordnet.  



  Die Wirkungsweise ist folgende:  Bei Einschaltung der Erregerspule 13 bil  det sich ein magnetisches Feld aus, welches  im Sinne der gestrichelten Linie verläuft; der  bewegliche Anker 6 wird gegen eine Kraft  der Federn 12 und unter     berbrückung    eines  nur kleinsten Luftspaltes gegen den Aussen  körper 3 gezogen, die Reibflächen 3' und 6' bei  der Körper 3 und 6 werden     aneinanderge-          presst.     



  Ist zum Beispiel die äussere Kupplungs  hälfte der treibende Teil, wird der Anker 6  vom in beliebiger Drehrichtung rotierenden  Aussenkörper 3 durch die Reibkraft in dessen  Drehrichtung gegenüber dem drehfest auf  dem Körper 5 angeordneten Druckkörper 7  verdreht, wodurch die Kugeln 11 kreisbogen  förmig in den kegelförmigen Laufbahnen der  Einsätze 9 aufrollen und bewirken, dass der  Betätigungskörper 7 mit Keilwirkung gezwun  gen wird, eine sich vom Anker 6 in Axial  richtung entfernende Bewegung zu machen,  wodurch er als Druckkörper zur Wirkung  kommt und die Reibflächen der Kupplungs  scheiben     aneinanderpresst;

      der durch die Keil  wirkung erzeugte     Anpressdruck    kommt als  Reaktionsdruck auf den Anker zurück und  erhöht den durch die elektromagnetische An  ziehung erzeugten     Anpressdruck    des Ankers 6  auf den Aussenkörper 3, somit auch die Reib  kraft des Ankers, wodurch die     Spreizwirkung     des Ankers gegenüber dem Druckkörper 7  mit kegelförmigen Laufbahnen gesteigert und  der     Anpressdruck    auf die Reibflächen der  Kupplungsscheiben erhöht wird.

        Beim Ausschalten des Elektromagneten  bewirken die     Rückzugfedern    12 die unmittel  bare Rückkehr der     Betätigungskörper    6 und  7 in ihre Ausgangslage, wobei die erfolgte  relative Verdrehung des Ankers 6 gegenüber  dem Druckkörper 7 aufgehoben und die Reib  flächen augenblicklich gelöst werden. In die  ser Ausgangslage werden die Körper 6 und  7 mittels der Federn 12 gegen Anschläge des  Körpers 5 gepresst, so dass sie sich gegenseitig  nicht verdrehen, wenn die innere Kupplungs  hälfte treibend ist und die Kupplung nicht  eingeschaltet wird.  



  Es sei erwähnt, dass die Anzahl der Kupp  lungsscheiben vollkommen beliebig sein kann;  sie richtet sich nach dem zu übertragenden  Drehmoment. Bei kleinen Drehmomenten ge  nügt es, wenn die äussere Kupplungshälfte  nur eine Reibscheibe mit hohem Reibungs  koeffizienten aufweist.  



  Ebenfalls sei erwähnt, dass die Restluft  spalte bei eingeschalteter Kupplung für diese  Mehrscheibenkupplungen minimal sind; es be  stehen nur der Übertritt der Kraftlinien vom  feststehenden     Stahlgusskörper    14 auf den  Aussenkörper 3 und der Übertritt der Kraft  linien vom Übertragungskörper 5 auf den  feststehenden Körper 14, welche Übertritte  durch Luft sehr klein sein können.  



  Der durch die Keilwirkung erzeugte An  pressdruck und der durch die     Spreizwirkung     erzeugte zusätzliche     Anpressdruck    für die  Reibflächen der Kupplung wird von den  äussern Kupplungskörpern aufgenommen; ein  einseitiger Druck in Richtung der     Kupplungs-          axe    ist ausgeschlossen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Elektromagnetisch betätigte Mehrscheiben kupplung mit Selbstservowirkung, welche Kupplung zwei durch Federkraft zusammen gehaltene Betätigungskörper aufweist, die auf den einander zugekehrten Seiten Einsätze mit kegelförmigen Laufbahnen besitzen, zwischen denen Kugeln angeordnet sind, wobei ein Be tätigungskörper auf seinem Träger in beiden Drehrichtungen frei drehbar und axial be weglich ist und den Anker eines Elektro- magneten bildet, der andere Betätigungskör per drehfest, aber axial verschiebbar auf sei nem Träger angeordnet ist und einen Druck körper für das Zusammenpressen der Reib flächen bildet, und die beiden Betätigungs körper der gleichen Kupplungshälfte angehö ren, das Ganze derart angeordnet und aus gebildet,

   dass beim Einschalten des Elektro magneten zwecks Einrückens der Kupplung der Anker unter Überwindung eines Feder druckes und unter Überbrückung eines mini malen Luftspaltes mit der andern rotierenden Kupplungshälfte gekuppelt wird, der an letz tere angepresste Anker nun infolge an ihm wirkender Reibkraft bewirkt, dass zwischen den Betätigungskörpern eine Verdrehung er folgt, wodurch die Kugeln im Kreisbogen ixi den kegelförmigen Laufbahnen der Einsätze aufrollen und bewirken, dass die Betätigungs körper mit Keilwirkung auseinandergedrückt werden und der Druckkörper gezwungen wird, sich gegen Federdruck in Axialrichtung vom Anker wegzubewegen,

   wodurch die Reibflä chen der Kupplungsscheiben aneinanderge- presst werden, wobei der Gegendruck des er zeugten Anpressdruckes auf den Anker zu rückkommt, was seinen Anpressdruck an die betreffende Kupplungshälfte und somit die Reibkraft zwischen letzterer und dem Anker erhöht, wodurch die erwähnte Keilwirkung verstärkt wird, und dass beim Ausschalten der Kupplung Federn die Aufhebung des Reibschlusses zwischen Anker und zuletzt genannter Kupplungshälfte bewirken, die Ku geln in den Grund der kegelförmigen Lauf bahnen gedrückt werden und die relative Rüekwärtsdrehung der Betätigungskörper in die Ausgangslage erfolgt, so dass die Reib flächen gelüftet werden,

   dadurch gekennzeich net, dass die Magnetspule des Elektromagneten feststehend ist und die Verhältnisse so sind, dass sich bei der Einschaltung dieser Spule ein magnetisches Feld bildet, durch welches der Anker gegen einen Teil der äussern Kupp lungshälfte gezogen und an diesen Teil an gepresst wird, so dass nun der Anker infolge an ihm wirkender Reibkraft die obgenannte Verstärkungswirkung herbeiführt.

   UNTERANSPRUCH Elektromagnetisch betätigte Mehrscheiben- kupplung mit Selbstservowirkung, nach Pa tentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker (6) und der Druckkörper (7) durch Rückzugfedern (12) miteinander ver bunden sind, die nach dem Ausschalten des Elektromagneten zwecks Ausrückens der Kupplung die Reibflächen augenblicklich lösen und den Anker sowie den Druckkörper in ihre Ausgangslage zurückführen, in der diese beiden Körper so an Anschlägen ihres Trägers (5) angepresst bleiben, dass keine Relativdrehung zwischen diesen beiden Kör pern erfolgen kann,

   wenn die innere Hälfte der Kupplung der treibende Teil ist und die Kupplung nicht eingeschaltet wird.