CS215503B1

CS215503B1 - Self-adjusting electromagnetic multi-plate clutch

Info

Publication number: CS215503B1
Application number: CS224276A
Authority: CS
Inventors: Jiri Galas; Jaroslav Vladar
Original assignee: Jiri Galas; Jaroslav Vladar
Priority date: 1976-04-06
Filing date: 1976-04-06
Publication date: 1982-08-27

Abstract

Vynález se týká samoseřizovací elektromagnetické lamelové spojky, sestávající z magnetového tělesa, v němž je uloženo budicí vinutí a lamely, proti nimž se opírá přítlačný kruh s kotvou. Podstata vynálezu spočívá v tom, že kotva má zuby, .proti nimž jsou na vnějším pólu a vnitřním pólu magnetového tělesa vytvořeny pólové drážky. Řešení magnetického obvodu spojky podle vynálezu lze s výhodou použít i u lamelové brzdy.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a self-aligning electromagnetic multi-plate clutch comprising a magnet body in which an excitation winding and lamellae are disposed against which the pressure ring with the armature abuts. SUMMARY OF THE INVENTION The essence of the invention is that the anchor has teeth against which pole grooves are formed on the outer pole and the inner pole of the magnet body. The solution of the magnetic circuit of the coupling according to the invention can also be advantageously applied to the lamella brake.

Description

Vynález se týká samoseřizovací elektromagnetické lamelové spojky, sestávající z magnetového tělesa, v němž je uloženo budicí vinutí a lamely, proti nimž se opírá přítlačný kruh s kotvou.The present invention relates to a self-adjusting electromagnetic vane coupling comprising a magnet body in which an excitation winding and slats are supported against which the anchor ring is supported.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že kotva má zuby, .proti nimž jsou na vnějším pólu a vnitřním pólu magnetového tělesa vytvořeny pólové drážky.It is an object of the invention that the anchor has teeth against which polar grooves are formed at the outer pole and the inner pole of the magnet body.

Řešení magnetického obvodu spojky podle vynálezu lze s výhodou použít i u lamelové brzdy.The magnetic circuit solution of the clutch according to the invention can also be advantageously applied to a multi-plate brake.

OW. 1OW. 1

Doposud známé elektromagnetické obvody lamelových spojek a brzd s lamelami nepřetékanými magnetickým tokem vyžadují během provozu obyčejně ruční seřizovači vzduchové mezery, která se vlivem úbytků Obložení lamel postupně zmenšuje a vzniká tak nebezpečí dosednuti kotvové desky na magnetové těleso. Potřeba občasného seřizování znamená pravidelnou údržbu spojek á brzd, určité omezení spolehlivosti při nepředvídaném úbytku obložení lamel a konstrukční omezení při použití těchto typů spojek a brzd. Jsou známy způsoby automatického seřizování vzduchové mezery magnetických obvodů, například pootáčením seřizovači matice při dosednutí kotvové desky na magnetové těleso, ale pro výrobní náročnost a také menší provozní spolehlivost se v praxi nerozšířily.The prior art solenoid circuits of multi-plate clutches and brakes with non-overflowing magnetic flux plates generally require manual air gap adjustment during operation, which gradually decreases due to decreases in the lamellar linings, creating a risk of the anchor plate against the magnet body. The need for occasional adjustments involves regular maintenance of the clutches and brakes, a certain limitation of reliability in the event of an unforeseen loss of slat linings, and a design limitation when these clutches and brakes are used. Methods for automatically adjusting the air gap of magnetic circuits are known, for example by rotating the adjusting nut when the anchor plate rests on the magnet body, but have not been extended in practice due to manufacturing demands and also less operational reliability.

Výše uvedené nedostatky jsou odstraněny samoseřizovací elektromagnetickou lamelovou spojkou, sestávající z magnetového tělesa, v němž je uloženo budicí vinutí a lamely, proti nimž se opírá přítlačný kruh s kotvou, podle vynálezu. Podstatou vynálezu je, že kotva je opatřena zuby, proti nimž jsou na vnějším a vnitřním pólu magnetového tělesa vytvořeny pólové drážky.The above-mentioned drawbacks are overcome by a self-adjusting electromagnetic vane clutch consisting of a magnet body in which the excitation winding and the slats against which the anchor pressure ring is supported, according to the invention. It is an object of the invention that the anchor is provided with teeth against which polar grooves are formed at the outer and inner poles of the magnet body.

Dále je rovněž podle vynálezu účelné, 'jestliže mezi vnější a vnitřní pól je uložena vložka z nemagnetického materiálu, o kterou se opírá zub kotvy. Mezi kotvou a magnetovým tělesem je uložena plochá pružina z nemagnetického materiálu, jejíž vnější listy jsou upevněny na kotvě a vnitřní listy na magnetovém tělese.It is also expedient according to the invention if an insert of non-magnetic material is placed between the outer and inner poles on which the anchor tooth is supported. A flat spring of non-magnetic material is placed between the armature and the magnet body, the outer leaves of which are fixed to the armature and the inner leaves of the magnet body.

Dále je rovněž účelné, jestliže je mezi kotvou a magnetovým tělesem uložena plochá pružina z magneticky vodivého materiálu, jejíž vnější listy se opírají o kotvu přes vnitřní nemagnetickou podložku a vnější listy přes vnější nemagnetickou podložku.Furthermore, it is also expedient if a flat spring of magnetically conductive material is arranged between the armature and the magnet body, the outer leaves of which are supported by the armature over the inner non-magnetic support and the outer leaves over the outer non-magnetic support.

Vytvořením zubů na kotvě, které zapadají do drážek na vnějším a vnitřním pólu magnetového tělesa, lze zaručit v potřebném rozsahu zdvihu kotvy prakticky stálou tažnou sílu kotvy při maximálním využití magnetomotorické síly budicího vinutí a minimálních rozměrech magnetického obvodu. Mezi stranami zubů a stranami drážek je při pohybu kotvy stálá vzduchová mezera. Využívá se zde tahu příčného magnetického pole, které přechází ze stran zubů do stran drážek, a také tahu podélného magnetického pole, které přechází z čela zubu do dna drážky. Je výhodné pro maximální využití prostoru volit šířku mezery mezi drážkami a hloubku drážky magnetového· tělesa shodné se šířkou a výškou zubu na kotvě. Potřebný rozsah zdvihu kotvy, který do jisté míry určuje šířku zubu, je dán celou předpokládanou změnou tloušťky svazku lamel opotřebením obložení lamel včetně nutného zdvihu k vypínání spojky.By creating teeth on the armature that fit into grooves at the outer and inner poles of the magnet body, virtually constant armature pulling force of the armature can be assured within the required armature stroke range while maximizing the magnetomotor force of the field winding and the minimum dimensions of the magnetic circuit. There is a constant air gap between the teeth sides and the groove sides as the armature moves. There is used a transverse magnetic field tension that passes from the teeth sides to the groove sides, as well as a longitudinal magnetic field tension that passes from the tooth face to the bottom of the groove. It is advantageous to select the width of the gap between the grooves and the groove depth of the magnet body to be equal to the width and height of the anchor tooth for maximum use of space. The necessary range of anchor stroke, which to a certain extent determines the tooth width, is determined by the entire expected change in the thickness of the lamella bundle by the wear of the slat linings, including the necessary stroke to disengage the clutch.

Stálost vzduchových mezer mezi stranami zubů a drážek zajišťuje nemagnetická vložka, umístěná například v drážce mezi vnějším a vnitřním polem. O vložku se opírá příslušný zub kotvy silou danou výslednicí sil, které vznikají při malých rozdílech délek indukčních čar ve vzduchových mezerách mezi stranami zubu a drážek. Technologicky výhodné je současné vytvoření drážkové izolace budicího vinutí a vodicí vložky nastříkáním teflonu, který má vhodné tepelné elektrické a mechanické vlastnosti, a opracováním pouze vodicích ploch.The air gap between the tooth and groove sides is maintained by a non-magnetic insert positioned, for example, in a groove between the outer and inner fields. The corresponding anchor tooth is supported on the insert by a force given by the resultant of the forces which occur with small differences in the lengths of the induction lines in the air gaps between the tooth and groove sides. Technologically advantageous is the simultaneous formation of the groove insulation of the excitation winding and the guide insert by spraying Teflon having suitable thermal electrical and mechanical properties and machining only the guide surfaces.

Odtlačovací pružina, umístěná do prostoru mezi vnější a vnitřní pole, výhodně využije prostor, do kterého by se budicí vinutí vkládalo obtížně.A compression spring positioned in the space between the outer and inner fields preferably utilizes a space into which the excitation coil would be difficult to insert.

Přítlačný kruh přenáší sílu kotvy na svazek lamel a je takto umístěn mezi místy s maximálním rozdílem magnetického napětí. K výraznému omezení nežádoucích rozptylových magnetických toků je přítlačný kruh z nemagnetického materiálu.The thrust ring transmits the anchor force to the lamella bundle and is thus positioned between the locations with the maximum magnetic stress difference. To significantly reduce unwanted scattering magnetic fluxes, the pressure ring is made of non-magnetic material.

K docílení minimální stavební délky spojky se magnetové těleso vytvoří ze dvou částí, které se do sebe např. nalisují po předcházejícím umístění budicího vinutí na část magnetového tělesa s vnitřním polem. Dělení magnetového tělesa na dvě části lze odstranit rozšířením mezery mezi vnějším a vnitřním polem, případně zvětšením šířky vinutí, což přináší sice zvětšení stavební délky spojky, ale je výrobně jednodušší. Kotvu lze pak uchytit na magnetové těleso pomoci plochého pera, které má značnou tuhost v radiálním směru, což zajistí správnou polohu zubu kotvy v drážkách tělesa a malou tuhost v axiálním směru, která umožní pracovní pohyb kotvy, respektive její návrat do výchozí polohy. Při použití plochého pera z magnetického materiálu je výhodné upevnit toto pero na kotvu a magnetové těleso přes magneticky nevodivé podložky, které výrazně omezí velikost nežádoucích magnetických rozptylových toků přes ploché pero.In order to achieve the minimum construction length of the coupling, the magnet body is formed from two parts, which are pressed into each other, for example, after the excitation winding has been previously placed on the internal-field part of the magnet body. The separation of the magnet body into two parts can be eliminated by widening the gap between the outer and inner fields, or by increasing the width of the windings, which in turn increases the length of the coupling but is simpler to manufacture. The anchor can then be attached to the magnet body by means of a flat tongue which has a considerable stiffness in the radial direction, which ensures correct positioning of the anchor tooth in the body grooves and low stiffness in the axial direction, allowing the anchor to move or return to its starting position. When using a flat key of magnetic material, it is advantageous to attach the key to the anchor and the magnet body over magnetically non-conductive pads, which greatly reduce the magnitude of the undesirable magnetic stray flux through the flat key.

Vynález je blíže objasněn na příkladu provedení spojky s pomocí výkresů, kde na obr. 1 je nakresleno uspořádání elektromagnetického obvodu spojky podle vynálezu, na obr. 2 je nakreslen příklad uchycení plochého pera a na obr. 3 je nakresleno provedení plochého pera.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention is illustrated in more detail by way of example with reference to the drawings, in which: FIG. 1 shows the arrangement of the electromagnetic circuit of the coupling according to the invention; FIG. 2 shows an exemplary flat tongue mounting;

Příklad konkrétního uspořádání elektromagnetického obvodu samoseřizovací spojky podle vynálezu je znázorněn na obr. 1. Magnetové těleso 1 má vytvořeny na vnějším pólu 2 a vnitřním pólu 3 pólové drážky 4 magnetového tělesa 1. Kotva 5 je opatřena zuby 6 a je vedena pomocí vložky 7 v mezeře mezi vnějším pólem 2 a vnitřním pólem 3. Tah mezi kotvou 5 a magnetovým tělesem 1 je dán. především změnou příčných magnetických toků naznačených indukčními čarami příčného pole 8 a podélných magnetických toků naznačených indukčními čarami podélného magnetického toku 9.An example of a particular arrangement of the electromagnetic circuit of a self-adjusting clutch according to the invention is shown in Fig. 1. The magnet body 1 is formed on the outer pole 2 and the inner pole 3 of the pole groove 4 of the magnet body 1. The anchor 5 is toothed 6 and guided by an insert 7 in a gap between the outer pole 2 and the inner pole 3. The tension between the armature 5 and the magnet body 1 is given. in particular by changing the transverse magnetic fluxes indicated by the induction lines of the transverse field 8 and the longitudinal magnetic fluxes indicated by the induction lines of the longitudinal magnetic flux 9.

Příčný magnetický tok přechází ze strany 10 zubu 6 kotvy 5 do strany 11 pólové drážky 4 magnetového tělesa 1. Podélný magnetický tok 9 přechází z čela 12 zubu 6 kotvy 5 do dna 13 pólové drážky 4 tělesa a ze dna drážky 14 kotvy 5 do čela 15 zubu 6 tělesa. Přítlačný kruh 16 z magnetického 'materiálu přenáší sílu kotvy 5 na svazek la'mel 17 kotvy. Po umístění budicího vinutí 18 na vnitřní pó,l 3 se zalisuje vnější pól 2 na osazení 19. Odtlačovací pružina 20 je v mezeře mezi vnějším pólem 2 a vnitřním pólem 3. Nemagnetický distanční kroužek 21 určuje maximální zdvih kotvy 5.The transverse magnetic flux passes from the side 10 of the armature tooth 6 to the side 11 of the pole groove 4 of the magnet body 1. The longitudinal magnetic flux 9 passes from the face 12 of the armature tooth 6 to the bottom 13 of the body groove 4 and from the bottom 14 of the armature 5 to the face 15 tooth 6 body. The pressure ring 16 of magnetic material transmits the force of the armature 5 to the armature la'mel 17. After placing the field winding 18 on the inner pole 13, the outer pole 2 is pressed onto the shoulder 19. The compression spring 20 is in the gap between the outer pole 2 and the inner pole 3. The non-magnetic spacer ring 21 determines the maximum armature stroke 5.

Příklad uchycení plochého pera je nakreslen na obr. 2. Plochá pružina 22 je svými vnějšími listy 23 upevněna na kotvu 5 a vnitřními listy 24 na magnetové těleso 1 a to buď přímo, když je pero nemagnetické, ia nebo přes vnitřní nemagnetické podložky 25 a vnější nemagnetické podložky 26, když je pero magneticky vodivé.An example of the mounting of the flat tongue is shown in Fig. 2. The flat spring 22 is fixed by its outer blades 23 to the armature 5 and the inner blades 24 to the magnet body 1, either directly when the tongue is non-magnetic, ia or non-magnetic pads 26 when the tongue is magnetically conductive.

Příklad provedení plochého pera je na ^!obr. 3, kde vnější listy 23 a vnitřní listy 24 'jsou propojeny spojkami 27.An example of a flat pen design is at ^! 3 wherein the outer blades 23 and inner blades 24 'are interconnected by couplings 27.

Připojením budicího vinutí 18 na zdroj elektriekého- proudu se vytvoří magnetický tok uzavírající se přes vnější pól 2 magnetového tělesa 1, kotvu 5 a vnitřní pól 3 magnetového tělesa 1. Síla přitahující kotvu 5 k magnetovému tělesu 1 určená změnou příčných magnetických toků přecházejících ze stran zubů 6 do stran pólových drážek 4 a změnou podélných magnetických toků 9 ^přecházejících z čel 12 zubů 6 do- den 13 drážek, je přenášena přes přítlačný kruh 16 na svazek lamel 17. Stlačením lamel 17 pak dojde k přenosu momentu, například z hnací hřídele, na které je upevněno magnetové těleso 1 na hnanou hřídel, spojenou s přírubou umístěnou nad kotvou 5, jejíž palce se opírají o příslušné lamely 17 svazku.By connecting the excitation winding 18 to the electric current source, a magnetic flux closes across the outer pole 2 of the magnet body 1, the armature 5 and the inner pole 3 of the magnet body 1. The force attracting the armature 5 to the magnet body 1 is determined by changing the transverse magnetic fluxes 6 to the sides of the pole grooves 4 and by changing the longitudinal magnetic fluxes 9 passing from the faces 12 of the teeth 6 to the bottom grooves 13, it is transmitted via the thrust ring 16 to the stack of slats 17. By squeezing the slats 17, to which the magnet body 1 is mounted on a driven shaft connected to a flange located above the armature 5, whose thumbs are supported by respective lamellae 17 of the bundle.

'Samoseřizovací elektromagnetická spojka podle vynálezu je určena pro speciální použití, například při konstrukci převodové skříně ovládané elektricky s maximální délkou provozu bez nutné údržby dané prakticky celkovým předpokládaným úbytkem obložení lamel a zaručeným momentem na jednotlivých spojkách během celého provozu.The self-adjusting electromagnetic clutch according to the invention is intended for special applications, for example in the construction of an electrically operated gearbox with a maximum service life without maintenance due to virtually the total expected loss of the lining and the guaranteed torque on the individual clutches during operation.

Oproti dosud užívaným spojkám stejného typu a momentu bude mít při zachování stavební délky průměr přibližně o- 90 % větší.Compared to the used couplings of the same type and torque, it will have approximately 90% larger diameter while maintaining the construction length.

Konstrukční řešení magnetického obvodu Samoseřizovací lamelové spojky podle vynálezu lze s výhodou použít i u lamelové brzdy, která bude mít během provozu stálé hodnoty brzdného momentu a zachovává si výrobní jednoduchost a spolehlivost lamelových brzd s ručním seřizováním.Magnetic Circuit Design The self-adjusting multi-plate clutches of the present invention can also be advantageously applied to a multi-plate brake which has constant braking torque values during operation and maintains the manufacturing simplicity and reliability of manual-plate multi-plate brakes.

Claims

A self-adjusting electromagnetic multi-plate clutch comprising a magnet body in which an excitation winding and a lamella against which the anchor ring is supported, characterized in that the anchor (5j) has teeth (6) against which they are at the outer pole. (2) and the inner pole (3) of the magnet body (1) formed by pole grooves (4j).

2, characterized in that between the armature (5j) and the magnet body (1) there is a flat spring (22) of non-magnetic material, the outer leaves (23j of which are fixed on the armature (5) and the inner leaves (24) on the magnet body. (lj.

Self-adjusting clutch according to claim 1, characterized in that an insert (7) of non-magnetic material is supported between the outer pole (2) and the inner pole (3j) on which the tooth (6) of the armature (5) is supported.

3. Self-adjusting clutch according to items 1 a

YNÁLEZU

Self-adjusting clutch according to Claims 1 and 2, characterized in that between the armature (5) and the magnet body (11) there is a flat spring (22) of magnetically conductive material, the outer leaves (23) of which rest on the armature (5) via an inner non-magnetic support (25) and outer leaves (24) over the outer non-magnetic support (26).