DD276901A1 - Elektromagnetisch schaltbare kupplung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft elektromagnetisch schaltbare Einflaechenkupplungen, insbesondere fuer das Einschalten von Lueftern zur Waermeabfuehrung bei Verbrennungskraftmaschinen oder Kompressoren. Solche Kupplungen bestehen im wesentlichen aus einem auf einer Welle drehbar oder drehfest angeordneten Magnetkoerper mit einer aus einer Gleichstromquelle gespeisten Erregerspule als Antriebsteil und einem ueberwiegend aus einer auf gleicher Welle drehbar angeordneten, aber axial unveraenderlichen Nabe mit einem dazugehoerigen axial beweglichen Magnetanker, die durch wechselseitig befestigte Federzungen oder Membranen miteinander verbunden sind, als Abtriebsteil. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Abtriebsteil hinsichtlich des fuer die Herstellung erforderlichen Material- u. Zeitaufwand rationeller zu gestalten. Das Ziel wird erfindungsgemaess dadurch erreicht, dass der Flansch der Nabe als Magnetanker fungiert und die Nabe einschliesslich des hierauf angeordneten Luefters axial verschiebbar ist. Die Verschiebbarkeit ermoeglichen Zylinder- oder Nadellager sowie Gleitlager. Die Zurueckstellung der Nabe nach dem Auskuppeln wird durch Federkraft vollzogen.

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft elektromagnetisch schaltbare Kupplungen, insbesondere schleifringlose Einflächenkupplungen, die als sogenannte Lüfterschallkupplungen für die Regelung der Kühlluft von Verbrennungskraftmaschinen oder Kompressoren entwickelt worden sind. Sie bestehen überwiegend aus einem mit einer Welle drehfest verbundenen, mit Hilfe einer Riemenscheibe angetriebenen Magnetkörper als Antriebsteil und einer zum Magnetkörper drehbar gelagerten, über einen Magnetanker unter der Einwirkung der Magnetkraft mit dem i agnetkörper in Eingriff bringbaren, einen Lüfter tragenden Nabe als Antriebsteil.

Die Erfindung ist vorwiegend dort einsetzbar, wo die zu kuppelnden Abtriebselemente aus magnetisch leitendem Material bestehen und keine hohen Anforderungen hinsichtlich Schaltgenauigkeit und Schaltgeschwindigkeit an die Kupplung gestellt werden.

Charakteristik des bekannton Standes der Technik

Bei elektromagnetisch schaltbaren Einflächenkupplungen stellt die Ankerscheibe ein wichtiges Bauelement dar, welches in eingeschaltetem Zustand dor Kupplung durch Einwirkung des magnetischen Zuges das zu übertragende Drehmoment vom oft über Keilriemen angetriebenen Kupplungsteil, dem sogenannten Magnetkörper, auf den häufig einen Lüfter in Drehung sotzonden Abtriebsteil überträgt. Den Abtriebsteil bilden eine mit dom Magnetkörper auf einer gemeinsamen Welle frei drehbar golagorte, den Lüfter aufnehmende axial unverschiebbare Nabe sowie Verbindungselemente in Form von federnden Laschen odor Fodormembranon, die· einerseits an der Nabo und andererseits an einer Ankerscheibe befestigt sind. Damit ist die Ankorschoibo radial und drehfost fixiert. Mit ihror axialen Beweglichkeit ist sie nach Bildung des Reibschlusses befähigt, das auf (lon Magnotkörpor aufgobrachto Drehmoment auf don Abtriebsteil zu übertragen. Bei dieser Bauweise tritt also keine Axialverschiebung dor Nahe und dos hieran befostigton Lüfters während des Ein- oder Auskuppolns ein. In dor DE-PS 2657320 (F16O, Gr. 27/100) bildet dor Lüfter mit der gotriobonen Kupplungshälfte eine starre Einheit. Er ist über oinon Fodorkranz am axial nicht vorschiobboron Lagor gehalten. Boim Einkuppler, wird ein mit dom Lüfter verbundener Flansch, dor dor oingangs genanntem Ankorschoibo entspricht, on don Magnetkörper herangezogen, wobei der Lüfter geringfügig axial vorlogert, von oinor in Ruhestellung wirksamon Bremse gelöst und in Rotation versetzt wird. Auch bei dieser Variante bleibt der boachtliche Aufwand für die Anfertigung dos Federkranzea, des soparaten Flansches und ihror Montage bestehen.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht in einer vereinfachten Ausführung der abtriebseitigen Kupplungshälfte, auf die ein von einem Antriebsorgan auf die antriebseitige Kupplungshälfte aufgebrachtes Drehmoment übertragen werden soll.

Wesen der Erfindung

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, eine kostensparende Ausführung einer elektromagnetisch schaltbaren Kupplung gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches zu schaffen, wird damit gelöst, indem erfindungsgemäß der Flansch der Nabe als Magnetanker des Magnetsystems fungiert und mit dem Magnetkörper direkt einen funktionsbedingten Luftspalt bildet, die Nabe mindestens in Größe des Luftspaltes axial verschiebbar ist und zwischen dem axial feststehenden und dem verschiebbaren Teil federnde Mittel vorgesehen sind, die nach Unterbrechung des Stromkreises der Erregerspule die Nabe in ihre Ausgangsstellung zurückführen. Die Verschiebbarkeit der Nabe gewährleisten Zylinderrollen oder Nadellager sowie Gleitlager. Als federnde Mittel sind erfindungsgemäß zwischen den Lagerelementen auf der Welle und der Nabe membranartig wirkende Federscheiben, Druck- oder Tellerfedern oder Federblätter vorgesehen, die beim Einkuppeln gespannt werden.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird an einem Ausführungsbeispiel näher beschrieben

Es zeigen:

Fig. 1: die Zusammenfügung beider Kupplungsteile mit Darstellung des magnetischen Kreises und Fig. 2: eine Ausführungsvariante der Nabenrückführung bei stärkerer Axialbelastung.

In Fig. 1 ist mit Bezugszeichen 1 der Magnetkörper bezeichnet, auf dessen Außenumfang ein Keilriemenscheibenprofil 6 vorgesehen ist. Der Magnetkörper ist durch seine Nabe V drehfest und axial unverschiebbar mit der Welle 8 verbunden. Der Spulenhalter 3, welcher an einem nicht näher bezeichneten stationären Gehäuseteil befestigt ist, ragt mit der Erregerspule 2 in die U-förmige Spulenkammer K hinein, wobei vom Spulenhalter und den benachbarten Schenkeln des „U" funktionsbedingte Luftspalte innerhalb des gestrichelt angedeuteten magnetischen Kreises gebildet werden. Neben dem Magnetkörper 1 ist, ebenfalls auf der Welle 8, jedoch mit Hilfe von Wälzlagern 5, 5' drehbar gelagert, eine Nabe 4 angeordnet, die mit ihrem Flansch 4' und der geschlossenen Seite des Magnetkörpers im ausgekuppelten Zustand einen kleinen Luftspalt S bildet.

Die Wälzlager 5,5' gestatten der Nabe eine Axialverschiebung in Größe des Luftspaltes S, so daß bei Stromfluß durch die Erregerspule und geschlossenem magnetischem Kreis ein Reibschluß mit Drehmomentenübertragung vom Magnetkörper zur Nabe erreicht wird. Auf der Nabe 4 ist überwiegend ein Lüfter angeordnet, welcher in bekannter Weise mit dem Flansch 4' drehfest verbunden ist.

Die Trennung beider Kupplungsteile nach Abschaltung des Erregerstromes wird durch Federelemente bewirkt.

Sofern keine oder nur geringe Axialkräfte in Richtung Magnetkörper auf die Nabe 4 drücken, ist der Einsatz einer Federscheibe 7 zwischen den Wälzlagern 5,5' ausreichend.

Ein Wellendichtung 9, welcher die Axialbewegung der Nabe 4 gestattet, schließt die Lager derartig ab, daß kein Schmiermittel zwischen die Reibflächen gelangen kann.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführung, die vorzugsweise bei größeren Axialkräften zur Anwendung kommt, ist eine Lagerung 10 als Widerlager auf dem axial unveränderlichen Teil vorgesehen gegen welche sich Federelemente 11 abstützen, die die Rückführung der Nabe 4 in die Ausgangsstellung bei gleichzeitiger Überwindung des auf einen Lüfter wirkenden Staudruckes bewerkstelligen.

An Stelle einer Wälzlageranordnung kann auch eine Gleitlageranordnung eingesetzt werden, bei der natürlich geringfügige positionell Änderungen der Federelemente erforderlich wären, ohne jedoch von der axialen Relation beider Kupplungshälften und ihrer Rückstellung durch Federelemente abzugehen.

Im vorstehenden Ausführungsbeispiel wurde die Erfindung an einer schleifringlosen Einflächenkupplung näher beschrieben.

Statt des einseitig offenen Magnetkörpers kann natürlich auch ein Magnetkörper mit einer Schleifring-Stromzuführung und eingegossener Erregerspule verwendet werden, wobei das Reibflächenpaar für die Drehmomentübertragung unverändert bleibt.

Claims (5)

1. Elektromagnetisch schaltbare Kupplung, bestehend aus

- einem Magnetkörper mit einer axial offenen Spulenkammer, einem am Außenumfang angeordneten Keilriemenprofil und einer innen gelegenen Nabe, mit deren Hilfe der Magnetkörper mit einer Welle verbunden ist,

- einem in die Spulijnkammer eintauchenden, aus einem ferromagnetischen Rücken und einer Magnetspule gebildeter feststehenden Erregerteil und

- einem neben dem Magnetkörper angeordneten, auf der Welle frei drehbaren Teil, welcher aus einer L-förmigen Nabe aus magnetisch gutleitendem Material besteht und einen massiven Flansch zur Aufnahme eines Rotationsteiles, beispielsweise eines Lüfters, aufweist, der bei Stromdurchgang durch die Magnetkörper reibschlüssig in Eingriff bringbar ist, gekennzeichnet dadurch, daß der Flansch (4') der Nabe (4) den Magnetanker des Magnetsystems und mit dem Magnetkörper direkt einen funktionsbedingten Luftspalt (S) bildet, die Nabe mindestens in Größe des Luftspaltes sxial verschiebbar ist und zwischen dem axial feststehenden und dem verschiebbaren Teil federnde Mittel vorgesehen sind, die nach Unterbrechung des Stromkreises der Erregerspule die Nabe in ihre Ausgangsstellung zurückführen.

2. Elektromagnetisch schal)bare Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Verschiebbarkeit der Nabe Zylinderrollen- oder Nadellager gewährleisten.

3. Elektromagnetisch schaltbare Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Welle und der verschiebbaren Nabe eine Gleitlagerung mit einseitiger Axialbegrenzung vorgesehen ist.

4. Elektromagnetisch scha'itbare Kupplung nach dem Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als federndes Mittel zwischen den Lagerelementen auf der Welle und der Nabe eine rnembranartig wirkende, beim Einkuppeln gespannte Federscheibe (7) angeordnet ist.

5. Elektromagnetisch schsltbare Kupplung nach dem Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als federnde Mittel Druckfedern, Tellerfedern oder Federblätter vorgesehen sind.