Elektromagnetisch betätigte Lamellenkupplung Die Erfindung bezieht sich auf eine elektromagne tisch betätigte Lamellenkupplung mit ausserhalb des Einflussbereiches des wirksamen magnetischen Kraft flusses angeordneten Lamellen und einem axial ver schiebbar gelagerten Anker.
Derartige Lamellenkupplungen werden in der Technik vielfach angewendet, da sie in ihrem Aufbau und in ihrer Wirkungsweise den Erfordernissen des Maschinenbaues gerecht werden. Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zu Grunde, diese bekannten Aus führungen von Mängeln zu befreien und ihre Funk tion weiter zu verbessern.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass zwischen den einander zugeordneten Reibflächen der Lamellen um eine Achse drehbare Wälzkörper, bei spielsweise Rollen oder dergleichen, angeordnet sind, deren Rotationsachsen mit der Bewegungsrichtung der umlaufenden Kupplungsteile jeweils einen von 90 unterschiedlichen Winkel bilden, und dass die Wälzkörper durch einen Käfig oder durch geeignete Ausbildung der Reibflächen der Lamellen drehbar und unverschiebbar geführt sind.
Eine derart ausgebildete Lamellenkupplung er möglicht vor allem einen raschen Aufbau und eine schnelle Unterbrechung des Reibschlusses, ohne dass dazu besondere Mittel erforderlich sind. Die Luft- wege, die bei den vorbekannten Ausführungen beim Schaltvorgang zu überwinden sind, entfallen nunmehr fast vollständig.
Die zwischen den Lamellen angeord neten, um eine Achse drehbaren Wälzkörper führen nämlich, bedingt durch die Neigung ihrer Achsen, gegenüber .der Bewegungsrichtung der umlaufenden Teile eine teils rollende, teils gleitende Bewegung aus;
,die Reibkraft ist dabei in sehr grossem Masse von der auf die Lamellen einwirkenden Anpresskraft abhän gig Eine axiale Verschiebung der Lamellen und ider die Wälzkörper führenden Käfige ist also zur Erzen- gung oder zur Unterbrechung des Reibschlusses nicht erforderlich,
sondern @es ist lediglich die Grösse der Anpresskraft entsprechend zu wählen. Und da auf .elektrischem Wege !das Ein- oder Ausschalten der Anpresskraft einfach zu bewerkstelligen ist, bietet sich diese Lamellenkupplung besonders als Schalt kupplung für schnell umschaltbare Werkzeugma- schinengetriebe an.
Ausserdem tritt bei der vorschlagsgemässen Kupp lung gegenüber den bisher bekannten Lamellenkupp- lungen .eine wesentlich geringere Wärmebelastung auf. Die Lamellen liegen nämlich bei Reibschluss nicht mehr aneinander an, sondern sie berühren lediglich einen Teil (der Mantelfläche der Wälzkörper. Kühl mittel - und sei es nur Luft - kann also in jedem Be triebszustand fast ungehindert zwischen den Lamellen hindurchströmen und die anfallende Wärme abfüh ren.
Um eine besonders gute Kühlung an den Reib flächen der Lamellen und der Wälzkörper zu er zielen, können im Magnetkörper der Kupplung oder einem anderen Bauteil Kanäle zur Zuführung eines Kühlmittels angeordnet werden. Ausserdem können die Wälzkörper in einer den Durchfluss des Kühlmittels fördernden Art ausgerichtet sein.
In vielen Fällen wird Luft als Kühlmittel ausreichend sein, bei be sonders hochbelasteten Kupplungen kann jedoch auch Öl als Kühl- und Schmiermittel verwendet werden. Ferner können, vorzugsweise bei Trockenlauf und Wälzkörpern aus Stahl, die Lamellen aus Sinter bronze oder dergleichen hergestellt oder mit einem Asbestreibbelag versehen sein.
Dadurch kann ein hoher Verschleisswiderstand bei sehr geringer Leer laufreibung erzielt werden. Auch kann durch eine derartige Reibpaarung die Griffigkeit verbessert wer den, so dass das von der Kupplung zu übertragende Drehmoment sehr schnell aufgebaut werden kann und eine gute Schaltgenauigkeit zu erzielen ist.
Des weiteren kann die erfindungsgemässe Lamel- lenkupplung mit einer an sich bekannten Einrichtung zur selbsttätigen Nachstellung des Restluftspaltes zwi schen Anker und Magnetkörper versehen sein. Da durch kann eineventueller Verschleiss an den beiden Flächen oder an den Wälzkörpern ausgeglichen wer den.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegen- standes ist in der Zeichnung dargestellt und nach folgend näher erläutert. Hierbei zeigen: Fig. 1 einen Axialschnitt durch eine elektroma gnetisch betätigte Lamellenkupplung und Fig. 2 drei Ausführungsformen des die Wälzkör per führenden Käfigs.
Nach Fig. 1 ist mit einer Welle 1 über eine Pass- feder 23 ,ein Magnetkörper formschlüssig verbunden, der :aus dem Spulenträger 2 und der Spule 3 besteht. Auf einem Teil der A.ussenmantelfläche des Spulen trägers 2 ist die Mitnehmerverzahnung 4 der Innen lamellen 5 angeordnet.
Ausserdem trägt der Spulen träger 2 einen Ring 6, auf dem ider Schleifring 7 für die Stromzuführung angebracht ist und der als La mellenwiderlager dient. Eine derartige Zweiteilung des Magnetkörpers hat den Vorteil, dass die Mitneh- merverzahnung 4 für die Innenlamellen 5 ohne Be hinderung und ohne besondere Fertigungsverfahren auf einfache Art hergestellt werden kann.
Die Ab triebsseite der Kupplung wind von dem Kupplungs körper 8 mit dem Mitnehmer 9 für die Aussenlamel- len 10 gebildet.
Der Anker besteht bei dem gezeigten Ausfüh rungsbeispiel aus :einem ferromagnetischen Innenring 11, einem Bronze-Zwischenring 12 und einem ferro- magnetischen Aussenring 13. Der unmagnetische Zwi schenring 12 verhindert somit den Übergang von magnetischen Kraftlinien aus dem Ankerinnenräng 11 zu dem Ankeraussenring 13.
Um besonders gute Trockenlaufeigenschaften zu erzielen, kann als Werk stoff für den Ankerzwischenring 12 Lagermetall, vor zugsweise Bronze, verwendet werden. Ausserdem ist, um die Anpresskraft auf die Lamellen wirken zu las-, sen, der Ankeraussenring 13,auf seiner den Lamellen 5, 10 zugekehrten Seite mit .einem Bund 14 versehen.
Durch die Sperrklinken 15 wird in an sich bekannter Weise im Zusammenwirken mit den Ankerringen 11, 12 die selbsttätige Nachstellung des Ankeraussen ringes 13 erreicht.
Der aus den Ringen 11, 12, 13 bestehende Anker ist mittels einer Bronzebüchse 16 auf der Welle 1 ge- lagert und gegen Ablaufen durch einen Sprengring 17 gesichert. Durch die Bronzebüchse 16 werden für einen Trockenbetrieb ausreichende Notlaufeigen- schaften erzielt und gleichzeitig wird auch der Streu ung der magnetischen Kraftlinien entgegenwirkt.
Zwischen den Innenlamellen 5 und den Aussen lamellen 10 sind Käfige 20 angeordnet, die, wie aus der Fig. 2 ersichtlich ist, mit Ausnehmungen 22 ver sehen sind. In diesen Ausnehmungen 22 sind Rollen 21 .eingesetzt, deren Rotationsachsen 26 mit der Be- wegungsrichtung 25 .einen Winkel a bilden, der klei ner :ist als 90 . Um die Lamellen 5, 10 und die Rollen 21 unter einer geringen Vorspannung zu halten, ist zwischen dem Lamellenpaket und dem als Lamellen widerlager dienende Ring 6 eine Tellerfeder 24 ein gesetzt.
Zur Zuführung eines Kühlmittels, insbeson dere von Luft, sind in dem Spulenträger 2 Kanäle 18, 19 angeordnet, durch die das Kühlmittel zu den Reibflächen strömen kann.
Die Wirkungsweise einer elektromagnetisch be tätigten Lamellenkupplung gemäss der Erfindung be ruht darauf, dass beim Erregen der Spule 3 sich ein magnetisches Feld ausbildet, dessen Kraftlinien auf den Anker-Innenring 11 wirken und diesen an den Spulenträger 2 ziehen. Diese Bewegung wird über den Zwischenring 12 auf den Anker-Aussenring 13 über tragen, der über seinen Bund 14 die Lamellen 5, 10 gegen die durch den Käfig 20 drehbar und unver- schiebbar geführten Rollen 21 presst.
Die Innenlamellen 5, die über die Mitnehmerver- zahnung 4 angetrieben werden, setzen dabei die Rol len 21 in Bewegung, so dass sich diese auf den jeweils zugeordneten Aussenlamellen abwälzen. Infolge der Schräglage der Rollen 21 zur Bewegungsrichtung 25 der unilaufenden Teile führen sie jedoch keine reine Rollbewegung aus, sondern zugleich auch eine Gleit- bewegung, so dass zwischen den Rollenmantelflächen und den Lamellen Reibung entsteht.
Diese bewirkt, dass die Aussenlamellen 10 mitgenommen werden und somit ;eine Kraftübertragung stattfindet. Die Gleitbewegung ist dabei abhängig von der Grösse des Winkels a zwischen den Rotationsachsen 26 der Rollen 21 und der Bewegungsrichtung 25 sowie vor allem von der auf die Lamellen wirkenden An presskraft. Die Nachstelleinrichtung 15 bewirkt in an sich bekannter Weise, dass die gesamte elektromagnetisch erzeugte Anpresskraft am Lamellenpaket zur Wir kung kommt.
Durch Steuerung dieser Anpresskraft ist das durch Reibschluss von den Lamellen 5, 10 und den Rollen 21 übertragende Drehmoment ein stellbar, so -dass die Kupplung ,in vorteilhafter Weise auch als Schlupfkupplung verwendet werden kann.