DE1045742B

DE1045742B - Antriebseinrichtung fuer Arbeitsmaschinen mit kurzen Schalt- und Bremszeiten

Info

Publication number: DE1045742B
Application number: DEZ4877A
Authority: DE
Inventors: Ludwig Wiedmann; Hermann Fischer; Hermann Straub
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1955-04-26
Filing date: 1955-04-26
Publication date: 1958-12-04

Description

Antriebseinrichtung für Arbeitsmaschinen mit kurzen Schalt- und Bremszeiten Die Erfindung betrifft einen Antrieb unter Verwendung von elektromagnetisch betätigten Kupplunben für Arbeitsmaschinen mit kurzen Schalt- und Bremszeiten.
Bekannt ist ein elektromotorischer Einzelantrieb für Webstühle mit einer elektromagnetisch betätigten Lamellenkupplung und mit einer elektromagnetisch betätigten Bremskupplung, die beim Ausschalten der elektromagnetisch betätigten Kupplung in Tätigkeit tritt, um die Maschinenwelle stillzusetzen.
Elektromagnetisch betätigte Lamellenkupplungen benötigen jedoch zum Aufbau des magnetischen Feldes über eine Anzahl von Luftspalten und zwischen nicht ganz ebenen Lamellen eine verhältnismäßig lange Schaltzeit. Einscheibenkupplungen sind der Lamellenkupplung in .der Kürze der Schaltzeit zwar überlegen, müssen jedoch entsprechend große Durchmesser und damit große Schwungmassen besitzen.
Außerdem sind auf einen bestimmten Anpreßdruck einstellbare Rutschkupplungen sowie elektromagnetisch betätigte Klauenkupplungen bekannt. Derartige Kupplungen sind jedoch nicht Gegenstand der Erfindung.
Nach vorliegender Erfindung werden für eine Antriebseinrichtung für Arbeitsmaschinen mit kurzen Schalt- und Bremszeiten eine als Klauenkupplung ausgebildete elektromagnetisch betätigte Antriebskupplung sowie eine als Klauenkupplung ausgebildete elektromagnetisch betätigte Bremskupplung und an sich bekannte einstellbare Rutschkupplungen zwischen der anzutreibenden bzw. abzubremsenden Welle und den Klauenkupplungen verwendet. Die Rutschkupplungen dienen dazu, das beim Einschalten der Klauenkupplung unter Differenzdrehzahl auftretende Höchstdrehmoment auf einen Wert zu begrenzen, der für die angetriebene Maschine unschädlich ist. Eine Antriebseinrichtung nach der Erfindung ermöglicht gegenüber bekannten derartigen Einrichtungen eine wesentliche Verkürzung der Schalt- und Bremszeiten und gleichzeitig eine Begrenzung des Höchstdrehmoments.
In einer bevorzugten Ausführungsform mit einer Antriebskupplung und einer Bremskupplung sind zwischen den schaltbaren Klauenkränzen von Antriebs-und Bremskupplung und der Abtriebswelle auf einem bestimmten Anpreßdruck einstellbare Reibscheiben eingesetzt, welche sowohl beim Betätigen der Antriebskupplung als auch der Bremskupplung als Rutschkupplung wirksam sind.
Für den Antrieb von Arbeitsmaschinen, insbesondere solchen mit kleinem Schwungmoment des angetriebenen Teils, wird der der Beschleunigung und Verzögerung unterworfene Klauenkranz der Kupplungen gegenüber der konstant umlaufenden bzw. festen Kupplung mit kleinem Trägheitsmoment ausgeführt, beispielsweise dadurch, daß die Rutschkupplung kleinen Durchmesser besitzt und nahe der Abtriebswelle angeordnet ist.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sind in der Beschreibung und in der Zeichnung enthalten, die zwei Ausführungsformen der Erfindung darstellt.
Abb. 1 zeigt eine Antriebs- und Bremseinrichtung mit durch Abstandsbuchsen miteinander verbundenen schaltbaren Klauenkupplungen; Abb.2 zeigt ebenfalls im Längsschnitt eine Antriebs- und Bremseinrichtung mit in der Nabe der Abtriebswelle angeordneter Rutschkupplung.
In Abb. 1 isst 1 eine Abtriebswelle mit einer aufgekeilten Hülse 2, welche ein mit dem Magnetkörper 5 verbundenes Antriebsrad 4 lose drehbar trägt. Der Magnetkörper 5 ist fest mit einem Klauenkranz 6 verbunden. Spiegelbildlich dazu ist auf dem anderen Ende der Abtriebswelle 1 ein auf der Welle frei drehbarer Magnetkörper 7 mit einem Klauenkranz 8 angebracht. Der Magnetkörper 7 ist mit dem feststehenden Gehäuse 10 verbunden. Die Hülse 2 trägt Abstandsbuchsen 11 mit Schrauben 12, welche zwei Ringe 13 und 14 fest und in. bestimmtem Abstand voneinander verbinden. Auf den Ringen 13 und 14 sind die beiden Kupplungsklauenkränze 15 und 16 mit den daran befestigten Ankern 17 und 18 gegenüber der Hülse 2 frei drehbar gelagert und können sich gemeinsam gegenüber der Hülse 2 verschieben, sobald einer der Magnetkörper 5 oder 7 magnetisiert wird und den Anker 17 bzw. den Anker 18 anzieht. Dabei kommen die Klauenkränze 6, 15 bzw. 8, 16 zum Eingriff.
Die Kupplungsklauenkränze 15, 16 besitzen an ihrem äußeren Umfang Stirnverzahnungen 19 und 20 und stehen durch diese mit Reibscheiben 21, 22 im Eingriff. Die Hülse 2 besitzt eine Verzahnung 23, auf welcher Reibscheiben 24 aufgebracht sind. Ferner trägt die Hülse 2 äußere Reibscheibenträger 25, mit welcher die Außenreibscheibe 26 bzw. 27 undrehbar verbunden ist. Mit 28 und 29 sind Schraubringe bezeichnet, die am Umfang gleichmäßig verteilt Federkörper 30, 31 tragen, welche die Reibscheiben 24, 26 bzw. 24, 27 zusammendrücken und deren Anpreßdruck durch die Schrankringe 28, 29 einstellbar ist.
Die Klauenkränze 15, 16 werden durch nicht gezeichnete Federn gegenüber den Magnetkörpern 5, 7 in der neutralen Mittellage gehalten, wenn die Kupplung und die Bremse stromlos sind.
Die Abb. 1 zeigt die Einrichtung bei eingeschaltetem Magnetkörper 7. Die Kupplungsklauen 8, 16 sind im Eingriff. Die Abtriebswelle 1 steht still. Sobald der Magnetkörper 5 Strom erhält, wird der Anker 17 angezogen, und die Klauen 6, 15 kommen zum Eingriff.
Zwangsläufig mit dem Klauenkranz 15 verschiebt sich auch der Klauenkranz 16 mit den Ringen 13, 14 auf der Hülse 2 nach links. Die Klauen 8, 16 kommen dadurch außer Eingriff.
Durch das Einkuppeln .der Klauen 6, 15 wird über die Verzahnung 19, die Reibscheibe 21 und die Reibscheiben 24, 26 .auch die Hülse 2 mit der Welle 1 in Bewegung gesetzt. Wenn das beider Übertragung an der Reibkupplung 24, 26 eingestellte Moment überschritten wird, rutschen die Reibscheiben 24, 26 gegeneinander, und es tritt ein Schlupf auf zwischen der Klauenmuffe 15 und der Hülse 2 bzw. der Welle 1. Der entsprechende Vorgang tritt ein, wenn der Magnetkörper 5 ausgeschaltet und der Magnetkörper 7 eingeschaltet wird. Es besteht also eine Sicherung der Antriebseinrichtung und der angetriebenen Maschine gegen Überlastung, wenn das übertragene Moment besonders .beim Anlassen bzw. Bremsen -einen vorbestimmten Höchstwert überschreitet.
Abb. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel mit abtriebsseitig besonders geringem Trägheitsmoment der zu beschleunigenden oder zu verzögernden Kupplungsmassen.
Es ist 40 eine Abtriebswelle, auf der ein als -Hülse ausgebildeter Innenlamellenträger 41 mit einer Verzahnung 42 angeordnet ist. In einem Außenlamellenträger 44 sind Einstellschrauben 45 mit Feder 46 angebracht, mit deren Hilfe der Anpreßdruck der Reiblamellen 47 und 48 einstellbar ist. In die auf dem äußeren Umfang des Außenlamellenträgers 44 vorgesehene Verzahnung 49 greift je eine Klauenmuffe50 bzw. 51 ein, in deren Schaltnut 52 bzw. 53 eine mit dem Anker 54 bzw. 55 verbundene geteilte Scheibe 56 bzw. 57 eingreift. Der auf einem Lager 58 angeordnete Magnetkörper 59 trägt einen Klauenkranz 60 und wird durch das Zahnrad 61 angetrieben. Der Magnetkörper ; 62 der Bremskupplung trägt einen Klauenkranz 63 und ist mit dem feststehenden Gehäuse 64 verbunden.
Die Wirkungsweise der Antriebseinrichtung nach-Abb.2 entspricht der in Abb.1 dargestellten. Ein besonderer Vorteil liegt darin, daß die Reiblamellen 47, 48 in der Nähe der Welle 40 liegen und dementsprechend geringen Außendurchmesser und geringe Schwungmassen aufweisen. Dadurch und in Verbindung mit den gleichfalls mit kleinem Durchmesser ausgeführten Klauenkränzen 50, 60 bzw. 51, 63 sind die Massen der beim Einschalten des Magnetkörpers 59 zu beschleunigenden und beim Einschalten des Magnetkörpers 62 zu verzögernden Kupplungsteile gering, und der Anfahr- bzw. Bremsvorgang kann in kurzer Zeit geschehen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Antriebseinrichtung für Arbeitsmaschinen mit kurzen Schalt- und Bremszeiten, gekennzeichnet durch eine als Klauenkupplung ausgebildete elektromagnetisch betätigte Antriebskupplung sowie eine als Klauenkupplung ausgebildete elektromagnetisch betätigte Bremskupplung und an sich bekannte einstellbare Rutschkupplungen zwischen der anzutreibenden bzw. abzubremsenden Welle und den Klauenkupplungen.
2. Antriebseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den schaltbaren Klauenkränzen (15, 16 bzw. 50, 51) der Kupplungen (5, 17; 7, 18 bzw. 59, 54; 62, 55) und der Welle (2, 1 bzw. 41, 40) auf einen bestimmten Anpreßdruck einstellbare Reibscheiben (24, 26, 27 bzw- 47, 48) angeordnet sind.
3. Antriebseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die schaltbaren Klauenkränze (15, 16) mit Reibscheiben (21, 22) durch Verzahnungen (19, 20) im Eingriff stehen, die eine axiale Verschiebung der Klauenkränze (15, 16) gegenüber der Hülse (2) und den Reibscheiben (21, 22) zulassen, und daß die schaltbaren Klauenkränze (15, 16) durch Abstandsbuchsen (11) miteinander verbunden sind, so daß die beiden Kupplungen zwangsläufig immer nur wechselseitig schaltbar sind.
4. Antriebseinrichtung nach Anspruch 2, insbesondere für Arbeitsmaschinen mit kleinem Schwungmoment, dadurch gekennzeichnet, daß der der Beschleunigung und Verzögerung unterworfene Klauenkranz (50 und 51) der Kupplungen gegenüber der konstant umlaufenden Kupplung (54, 59) bzw. gegenüber der feststehenden Kupplung (55, 62) mit kleinem Trägheitsmoment ausgeführt ist.
5. Antriebseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Hülse (41) und der Abtriebswelle (40) und einem Außenreibscheibenträger (44) unter dem Druck von Federn (46) stehende Reibscheiben (47, 48) eingeschaltet sind, die sowohl beim Betätigen der Antriebskupplung (54,59) als auch beim Betätigen der Bremskupplung (55, 62) wirksam sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 473 118, 633 120; USA.-Patentschriften Nr. 1989 984, 2 055 723.