DE1055302B - Feststehender, ringfoermiger Elektromagnet mit rotierendem Polstueck fuer elektromagnetisch betaetigte Reibungskupplungen und -bremsen sowie Verfahren zum Herstellen von Polstuecken fuer diesen - Google Patents

Description

• Feststehender, ringförmiger Elektromagnet mit rotierendem Polstück für elektromagnetisch betätigte Reibungskupplungen und -bremsen sowie Verfahren zum Herstellen von Polstücken für diesen Die Erfindung betrifft feststehende, ringförmige Elektromagnete mit rotierendem Polstück für elektromagnetisch betätigte Reibungskupplungen und -bremsen, bei denen ein ringscheibenförmiger Anker in Reibverbindung mit dem Polstück gebracht wird, welches aus zwei konzentrischen Ringen besteht, die über ein Abstandsstück aus einem Werkstoff von hohem magnetischem Widerstand fest miteinander verbunden sind.
• Ringförmige Elektromagnete mit rotierendem Polstück, welches aus zwei konzentrischen Ringen besteht, die über ein Abstandsstück miteinander verbunden sind, sind bekannt. Die Eigenart der bei diesen Elektromagneten verwendeten Abstandsstücke für die Polstückringe läßt jedoch keinerlei Relativbewegung zwischen den beiden Polstückringen zu, so daß dann, wenn beispielsweise der äußere Polstückring auf eine höhere Temperatur als der innere Polstückring erhitzt wird und sich dadurch das Durchmesserverhältnis zwischen den beiden Ringen verändert, Störungen im Betrieb des Elektromagnets infolge Deformierung der Polstücke auftreten.
• Zweck der Erfindung ist die Schaffung eines ringförmigen Elektromagnets, bei welchem die Polstückringe des rotierenden Polstücks geringe Relativbewegungen zueinander ausführen können.
• Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß das Abstandsstück zwischen den Ringen der Polstücke U-förmigen Querschnitt hat und fest, vorzugsweise durch Schweißen, mit den Polstückringen nur durch die freien Endstücke seiner Flansche verbunden ist.
• Ein Verfahren zum Herstellen von derartigen Polstücken für ringförmige Elektromagnete wird darin gesehen, daß die Polstückringe aus einer Ringscheibe mit U-förmigem Querschnitt hergestellt werden, indem eine Ringnut von der offenen Seite des U-Profils her in die Ringscheibe eingearbeitet wird, die Flansche des Abstandsstücks mit der Ringscheibe fest verbunden werden und von der anderen Seite des U-Profils her eine den Reibkörper aufnehmende Ringnut von solcher Tiefe eingearbeitet wird, daß die Polstückringe lediglich über das Abstandsstück miteinander verbunden sind.
• Die Erfindung soll an Hand der Zeichnung erläutert werden, und zwar zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt entlang der Linie 1-1 in Fig. 6, welcher eine Kupplung mit einem erfindungsgemäßen Polstück veranschaulicht, Fig. 2, 3, 4 und 5 unvollständige Schnitte ähnlich Fig. 1, welche die Fertigungsstufen bei der Herstellung der Polstücke zeigen, Fig. 6 eine Ansicht der Polstücke, Fig. 7 eine schaubildliche Darstellung eines Abstandsstückes, Fig. 8 eine vergrößerte Darstellung eines Teiles von Fig. 5, Fig. 9, 14 und 11 Schnittdarstellungen ähnlich den Fig. 3 bis 5, welche eine verbesserte Bauweise und die Art der Herstellung zeigen, und Fig. 12 eine Ansicht der verbesserten Bauweise. Bei dem in der Zeichnung an Hand eines ringförmigen Magnets 10 gezeigten Anwendungsbeispiel der Erfindung ist eine eine Reihe von Windungen aufweisende Erregerspule 11 vorgesehen, welche innerhalb eines Spulengehäuses 12 gewickelt ist, welches einen Ring aus magnetischem Werkstoff mit U-förmigem Querschnitt bildet. Ein innerer und ein äußerer Ring 13 und 14 aus magnetischem Werkstoff übergreifen die inneren und äußeren Schenkel 15 und 16 des _ Spulengehäuses 12 und bilden die Polstückringe des Magnets. Die Polstückringe 13, 14 sind mit radialem Abstand voneinander angeordnet; doch werden sie von einem Abstandsstück 17 fest zusammengehalten, wobei das Abstandsstück aus Metall, beispielsweise aus nichtrostendem Stahl, ist, welches eine Magnetflußschranke mit verhältnismäßig hohem magnetischem Widerstand bildet, während es andererseits die Polstückringe 13, 14 zwecks Schaffung eines Polstücks 18 zusammenhält. Der Polstückring 13 weist einen radial nach außen gerichteten Flansch 13 a auf, während der Polstückring 14 einen ähnlichen Flansch 14a aufweist, welcher sich radial nach innen zum Flansch 13a hin erstreckt. Die freien Enden 34 des Abstandsstücks 17 sind an den Enden dieser Flansche 13a, 14a befestigt.
• Die Erfindung ist besonders für elektromagnetisch betätigte Reibungskupplungen oder -bremsen geeignet, wobei z. B. das Spulengehäuse 12 feststehend ausgebildet sein kann, während das Polstück 18 für drehende Bewegung eingerichtet ist. Ein ringscheibenförmiger Anker 19 überbrückt die Polflächen 20 an den Außenseiten der Polstückringe 13 und 14. Reibsegmente 21 sind in eine Ringnut 22 zwischen den Enden der Polstückringe eingepreßt. Die Reibsegmente 21 schließen mit den Polflächen 20 ab und bilden eine Reibfläche 23 für den Anker 19. Die Polstückringe 13, 14 bilden mit den Schenkeln 15, 16 des Spulengehäuses 12 ringförmige Radialspalte 24 und 25.
• Wird die Spule 11 erregt, wird der Anker 19 in Reibverbindung mit der Reibfläche 23 gezogen.
• Das Polstück 18 wird durch Herausschneiden des Metalls aus einer ringförmigen Scheibe 27 mit U-förmigem Querschnitt (Fig. 2) hergestellt, indem eine Ringnut 30 (Fig. 3) von der offenen Seite des U-Profils her in die Ringscheibe 27 eingearbeitet wird, die Flansche 34 des Abstandsstücks 17 mit der Ringscheibe 27 fest verbunden werden und von der anderen Seite des U-Profils her eine den Reibkörper 23 aufnehmende Ringnut 22 von solcher Tiefe eingearbeitet wird, daß die Polstückringe 13, 14 des Polstücks 18 lediglich über das Abstandsstück 17 miteinander verbunden sind.
• Bei der in den Fig. 1 bis 8 veranschaulichten erfindungsgemäßen Ausführungsform werden bei jedem Polstück 18 mehrere Abstandsstücke 17 verwendet. Jedes besteht aus einem schmalen Metallstreifen, beispielsweise aus rostfreiem Stahl, welcher U-förmig gebogen ist. Bei Werkstoff von etwa 1,2 mm Dicke, welcher einen Kanalquerschnitt von etwa 6,4 mm Breite und 4,8 mm Tiefe bildet, kann die erforderliche Festigkeit der Verbindung mit drei Verbindungsbauteilen oder Abstandsstücken erreicht werden, welche in gleichen Abständen rund um die Polstückringe, wie in Fig. 6 gezeigt, angeordnet sind. An den freien Enden eines jeden Abstandsstücksschenkels ist ein kurzer Flansch 34 angeformt, welcher im rechten Winkel vom Schenkel nach außen gerichtet ist.
• Wo eine größere Festigkeit der Verbindung zwischen den Polstückringen erwünscht ist, können. die Umfangslängen der Abstandsstücke vergrößert oder die Polstückteile können überhaupt zu einem vollkommenen Kreisring vereinigt werden, wie es in den Fig. 9 bis 12 dargestellt ist. Die U-Form des mit 17' bezeichneten Abstandsstücks ist beibehalten worden, während die auswärts abgekanteten Flansche 34 weggelassen sind. Das Abstandsstück wird aus Metall, beispielsweise aus nichtrostendem Stahl, so gepreßt, daß es knapp zwischen die Außen- und Innenflächen der Palstückringe 13 und 14 paßt. Vorzugsweise werden Löcher 37 in den Boden des Abstandsstücks eingestanzt, die auf den Umfang gleichmäßig verteilt sind.
• Bei Verwendung dieses Abstandsstücks wird die Ringscheibe 26' mit J-förmigem Querschnitt entsprechend Fig. 9 mit einer Ringnut 38 von einer Breite, die im wesentlichen dem Abstand der Polstückringe 13 und 14 im fertigen Polstück 18 gleich ist, aus-;ebildet. Das ringförmige Abstandsstück 17' wird in die Ringnut 38 so weit eingesetzt, daß zwischen dem Boden der Ringnut 38 und dem Boden des Abstandsstücks 17' ein geringer Abstand verbleibt, wie in Fig. 10 veranschaulicht, und es wird an den Stellen 39 jeder der Flansche 36 des Abstandstücks 17' an den Wandungen der Ringnut 38 befestigt, beispielsweise durch Punktschweißung. Die Schweißstellen 39, und zwar üblicherweise vier auf jedem Flansch 36, werden so nah als möglich an den freien Rändern der Flansche 36 angeordnet.
• Um die mechanische Widerstandsfähigkeit des fertigen Polstücks zu vergrößern, wird das Abstandsstück 17' nach dem Einbau in die Schale mit einer Letten- oder Töpfermasse 40 gefüllt, welche nach dem Formen erhärtet. Vorzugsweise wird der Füllstoff durch die Löcher 37 hindurchgepreßt, so daß er den Raum zwischen dem Boden der Ringnut 38 und dem Boden des Abstandsstücks 17' ausfüllt. Das Metall auf der entgegengesetzten Seite der Ringscheibe 26' wird weggeschnitten, und zwar bis zur gestrichelten Linie in Fig. 10, so daß das Polstück 18 die endgültige Form, wie sie in Fig. 11 gezeigt ist, erhält.
• Bei beiden beschriebenen erfindungsgemäßen Ausführungsformen ist zu beachten, daß dann, wenn der Außenring auf eine höhere Temperatur als der Innenring erhitzt wird und sich sein Durchmesser verändert, d. h. ausdehnt, das oder die Abstandsstücke sich erweitern oder ausdehnen, wie in Fig. 8 gezeigt, ohne daß die Schweißstellen oder andersartige Verbindungsstellen beansprucht oder Scherkräften von beachtlicher Größe unterworfen werden. Nach dem Abklingen des Temperaturunterschiedes nimmt das Abstandsstück wieder seine normale Gestalt an, bei welcher die Flansche im wesentlichen parallel verlaufen und dicht an den ihnen gegenüber befindlichen Flächen der Polstückringe liegen.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Feststehender, ringförmiger Elektromagnet mit rotierendem Polstück für elektromagnetisch betätigte Reibungskupplungen und -bremsen, bei denen ein ringscheibenförmiger Anker in Reibverbindung mit dem Polstück gebracht wird, welches aus zwei konzentrischen Ringen besteht, die über ein Abstandsstück aus einem Werkstoff von hohem magnetischem Widerstand fest miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstandsstück (17) zwischen den Ringen (13, 14) der Polstücke (18) U-förmigen Querschnitt hat und fest, vorzugsweise durch Schweißen, mit den Polstückringen (13, 14) nur durch die freien Endstücke seiner Flansche (34) verbunden ist.
2. 2. Verfahren zum Herstellen von Polstücken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Polstückringe (13, 14) aus einer Ringscheibe (27) mit U-förmigem Querschnitt hergestellt werden, indem eine Ringnut (30) von der offenen Seite des U-Profils her in die Ringscheibe (27) eingearbeitet wird, die Flansche (34) des Abstandsstücks (17) mit der Ringscheibe (27) fest verbunden werden und von der anderen Seite des U-Profils her eine den Reibkörper (23) aufnehmende Ringnut (22) von solcher Tiefe eingearbeitet wird, daß die Polstückringe (13, 14) lediglich über das Abstandsstück (17) miteinander verbunden sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 903 841, 909 004; USA.-Patentschrift Nr. 2 695 687.