DE1085382B

DE1085382B - Electromagnetically operated friction clutch without slip rings

Info

Publication number: DE1085382B
Application number: DEL26145A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Helmu Grosse-Brauckmann
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1956-11-05
Filing date: 1956-11-05
Publication date: 1960-07-14

Description

Schleifringlose elektromagnetisch betätigte Reibungskupplung Schleifringlose elektromagnetisch betätigte Reibungskupplungen sind in verschiedenen Ausführungsformen, jedoch mit gleichem Grun#dprinzip bekanntgeworden. Bei diesen Kupplungen wird die Kupplungskraft durch feststehende Erregerspulen erzeugt, die' in zwei aus Eisen bestehenden Zylindern, von denen der eine mit der Antriebswelle, der andere mit der angetriebenen Welle verbunden ist, magnetische Flüsse hervorrufen, die diese Zylinder gegeneinander pressen und somit die beiden Wellen kuppeln. Um eine einwandfreie Kraftübertragung zu erzielen, ist eine möglichst große Reibungsfläche an den Stirnseiten der Zylinder erforderlich. Zu diesem Zweck wurden bei den bekannten Kupplungen mehrere Larnellen hintereinander geschaltet. Die Vergrößerung der Reibungsfläche ist aber auch nachteilig, weil dadurch die Kupplung nach Abschalten der Erregerspule nicht sofort und nicht restlos gelöst wird. Der guten Kupplungswirkung bei vergrößerter Reibungsfläche der Kupplungszylinder steht also dieser Nachteil bei der Entkupplung entgegen.Electromagnetically operated friction clutch without slip rings electromagnetically operated friction clutches are available in various designs, but became known with the same basic principle. With these couplings, the Coupling force generated by fixed excitation coils, which 'in two made of iron existing cylinders, one with the drive shaft, the other with connected to the driven shaft, cause magnetic fluxes that cause it Press the cylinders against each other and thus couple the two shafts. To a flawless To achieve power transmission, the largest possible friction surface on the end faces the cylinder required. For this purpose, several of the known couplings Larnellas connected in series. The increase in the friction surface is, however also disadvantageous because as a result, the clutch is not activated after the excitation coil has been switched off is solved immediately and not completely. The good coupling effect with enlarged The friction surface of the clutch cylinder therefore faces this disadvantage when decoupling opposite.

Die Erfindung betrifft eine schleifringlose, elektromagnetisch betätigte Reibungskupplung mit je einer ringförmig um die treibende und um die getriebene Kupplungshälfte angeordneten Erregerspule sowie einer Schaltvorrichtung für die Erregerspufen, die den *,%fagnetfluß in den Kupplungshälften beim Einkuppeln gleichrichtet und beim Auskuppeln gegeneinander richtet. E, s ist die Aufgabe der Erfindung, aus der erwähnten Zwangslage einen Ausweg zu finden, der ein schnelles und sicheres Entkuppeln ermöglicht. Erfindtingsgemäß wird das dadurch erreicht, daß als Schaltvorrichtung für die Erregerspulen eine an sich bekannte Brückenschaltung dient, bei der die eine Erregerspule im Mittelzweig, die andere Erregerspule in einem der beiden Seitenzweige angeordnet ist, während ein zum Umschalten der Erregerspulen dieiiender Schalter in dem anderen Seitenzweig liegt. Die Schaltbrücke ist so abgestimmt, daß sich beim Schließen bzw. Öffnen des Schalters der Strom in der im Mittelzweig liegenden Spule in seiner Richtung bzw. in seiner Phasenlage umkehrt.The invention relates to a slip ring-free, electromagnetically operated friction clutch with an excitation coil each arranged in a ring around the driving and the driven coupling half, as well as a switching device for the excitation tracks, which rectifies the *,% magnetic flux in the coupling halves during engagement and against each other during disengagement. E, s the object of the invention is to find a way out of the aforementioned predicament, which enables a quick and safe uncoupling. According to the invention, this is achieved in that a known bridge circuit is used as the switching device for the excitation coils, in which one excitation coil is arranged in the middle branch, the other excitation coil is arranged in one of the two side branches, while a switch which is used to switch the excitation coils is arranged in the other side branch lies. The switching bridge is coordinated so that when the switch is closed or opened, the direction or phase of the current in the coil located in the central branch is reversed.

An Hand der Zeichnung, die in Fig. 1 einen Schnitt durch die Kupplung, in Fig. 2 ein Flußbild und in Fig. 3 ein Spulenschaltbild zeigt, sei die Erfindung näher erläutert.To the drawings, Figure 3 shows in Fig. 1 is a section through the coupling, in Fig. 2 is a flow chart, and in Fig., A coil circuit diagram The invention will be explained in more detail.

Mit 1 ist die treibende Welle und mit 2 die getriebene Welle bezeichnet. Die Welle 1 ist mit der Nabe 3, die Welle 2 mit der Nabe 4 verbunden. An den Stirnseiten dieser Naben 3, 4 sind Flansche 5 bzw. 6 vor-?'resehen, die vorzugsweise angeschraubt sind, so daß sie nach Abnutzung leicht ausgewechselt werden können. Die Nabe 3 mit dein Flansch 5 bildet die treibende und die Nabe 4 mit dem Flansch 6 die getriebene Kupplungshälfte. Die Kupplungshälften der 3, 5; 4, 6 die auf den Wellen 1, 2 axial begrenzt ver--chiebbar sind, werden über die Bolzen 20 und 21 durch die Wellen 1, 2 in Drehung versetzt. Die beiden Wellen sind in den Lagerschildern 7 und 8 und außerdein durch den gemeinsamen, aus nicht magnetischem Material bestehenden Bolzen 9 gelagert. Das Kupplungsgehäuse besteht aus den beiden Zylindern 10, 11, die unter Vermeidung voll Luftspalten ineinander gesteckt sind. Die beiden Gehäusehälften bilden im Inneren Hohlzylinder 12, 13, die von den Naben 3, 4 durch einen möglichst kleinen Luftspalt 14, 15 getrennt sind Im Innern des Gehäuses befinden sich die beiden Erregerspulen 16, 17, die in einer in Fig. 3 dargestellten Brückenschaltung an eine Stromquelle angeschlossen sind. 1 with the driving shaft and 2 with the driven shaft. The shaft 1 is connected to the hub 3, the shaft 2 to the hub 4. On the end faces of these hubs 3, 4, flanges 5 and 6 are provided, which are preferably screwed on so that they can easily be replaced after they have worn out. The hub 3 with the flange 5 forms the driving coupling half and the hub 4 with the flange 6 forms the driven coupling half. The coupling halves of the 3, 5; 4, 6, which can be axially displaced to a limited extent on shafts 1, 2, are set in rotation by shafts 1, 2 via bolts 20 and 21. The two shafts are mounted in the end shields 7 and 8 and also by the common bolt 9 made of non-magnetic material. The clutch housing consists of the two cylinders 10, 11, which are inserted into one another while avoiding full air gaps. The two housing halves form in the interior of hollow cylinder 12, 13 which are separated from the hub 3, 4 by a smallest possible air gap 14, 15 in the interior of the housing, the two exciter coils 16, 17 in a direction shown in Fig. 3 bridge circuit are connected to a power source.

Werden die beiden Spulen 16, 17 gleichsinnig erregt, so bildet sich in bekannter Weise ein magnetischer Fluß aus (Fig. 2 obere Hälfte), der durch die Gehäusewand über die Luftspalte 14,15 in die Kupplungshälften 3, 5; 4, 6 fließt. In dem Bestreben, den in die-sem Kreis vorhandenen magnetischen Widerstand möglichst klein zu machen, ziehen sich die Kupplungshälften gegenseitig an, die Flansche 5, 6 werden also gegeneinander gepreßt. Infolge des großen Angriffsradius der Reibkraft auf den Flanschen ergibt sich eine starke Kupplungskraft. Sie wird noch dadurch vergrößert, daß auf dem einen Flansch konzentrisch verlaufende, konische Rillen angebracht sind, in welche entsprechend geformte Nuten des anderen Flansches eingreifen.If the two coils 16, 17 are excited in the same direction, a magnetic flux is formed in a known manner (FIG. 2, upper half), which flows through the housing wall via the air gaps 14, 15 into the coupling halves 3, 5; 4, 6 flows. In an effort to make the magnetic resistance present in this circuit as small as possible, the coupling halves attract each other, so the flanges 5, 6 are pressed against each other. As a result of the large radius of application of the frictional force on the flanges, there is a strong coupling force. It is further increased by the fact that concentrically extending, conical grooves are provided on one flange, into which correspondingly shaped grooves of the other flange engage.

Durch die konischen Rillen und Nuten erhöht sich die Reibung und damit die Kupplungskraft erheblich. Damit nun noch nach Wegnahme der Erregung trotzdem ein einwandfreies Entkuppeln möglich ist, werden die beiden Spulen 16, 17 im Augenblick des Entl#uppelns durch Umkehr der Stroinrichtung gegeneinander geschaltet. Die entstehenden magnetischen Flüsse sin d dann entgegengesetzt gerichtet, bilden an den Flanschen 5 und 6 gleichnamige Pole (Fig. 2 untere Hälfte) und reißen dadurch die beiden Kupplungshälften auseinander. Es ist dabei wichtig, daß der magnetische Fluß bei Gegeneinanderschaltung der Spulen die Streuwege22,23 über die Flansche5 -,6 zur Verfügung hat. Diese auseinanderreißende Kraft ist gerade im ersten Augenblick - solange die beiden Kupplungshälften sich noch berühren und noch fest ineinander sitzen - besonders groß.The conical grooves and grooves increase the friction and thus the coupling force considerably. So that a perfect uncoupling is still possible after removal of the excitation, the two coils 16, 17 are switched against one another at the moment of uncoupling by reversing the current device. The resulting magnetic fluxes d sin then oppositely directed, form on the flanges 5 and 6, like poles (Fig. 2 lower part) and thereby tear the two coupling halves apart. It is important that the magnetic flux has the scattering paths 22, 23 via the flanges 5 -, 6 available when the coils are connected against one another. This apart tearing force is just the first moment - as long as the two coupling halves nor contact and sit still firmly together - particularly large.

Durch die Verwendung einer im Augenblick des Enthuppeln gebildeten Gegenkraft kann der Winkel der Konusrillen so klein gehalten werden, daß schon eine gewisse Selbsthaftung mit entsprechend hoher Kupplungskraft auftritt.By using a formed at the moment of decoupling Counterforce, the angle of the conical grooves can be kept so small that one some self-adhesion occurs with a correspondingly high coupling force.

Die Wirkungsweise der Brückenschaltung sei an Hand der Fig. 3 erläutert. Hierbei sind die Erregerspulen 16, 17 so angeordnet, daß die Spule 16 in dem einen Seitenzweig, die Spule 17 dagegen im Mittelzweig dieser Brücke liegt. Im anderen Seitenzweig ist ein Schalter 24 vorgesehen. Die anderen Brückenwiderstände werden von der Sekundärwicklung eines Transformators 25 und einer Drossel 26 gebildet.The mode of operation of the bridge circuit is explained with reference to FIG. 3. Here, the excitation coils 16, 17 are arranged so that the coil 16 is in one side branch, while the coil 17 is in the middle branch of this bridge. A switch 24 is provided in the other side branch. The other bridge resistances are formed by the secondary winding of a transformer 25 and a choke 26 .

Die Brücke ist so abgeglichen bzw. so verstimmt, daß bei geschlossenem und geöffnetem Schalter 24 durch die im Mittelzweig angeordnete Spule 17 der gleiche Strom jedoch einmal in der einen und zum anderen Mal in entgegengesetzter Richtung fließt. Die Spule 16 wird in beiden Fällen von annähernd dem gleichen Strom durchflossen. Durch diese Schaltung ist es möglich, die gleichsinnige Schaltung der Spule durch eine einzige Schalterbewegung in eine gegensinnige Schaltung zu verwandeln. Die Erregung kann dabei mit Gleich- oder Wechselstrom erfolgen.The bridge is balanced or detuned in such a way that when the switch 24 is closed and open, the same current flows through the coil 17 arranged in the central branch, but once in one direction and the other in the opposite direction. The coil 16 has approximately the same current flowing through it in both cases. This circuit makes it possible to convert the coil circuit in the same direction into a circuit in the opposite direction with a single switch movement. The excitation can be done with direct or alternating current.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Slip-ring-free, electromagnetically operated friction clutch with an excitation coil each arranged in a ring around the driving and the driven coupling half, as well as a switching device for the excitation coils, which rectifies the magnetic flux in the coupling halves when engaging and aligns it against each other when disengaging, characterized in that that a known bridge circuit is used as the switching device for the excitation coils, in which one excitation coil (17) is arranged in the central branch, the other excitation coil (16) is arranged in one of the two side branches, while one is used to switch the excitation coils (16, 17) Switch (24) is in the other side branch.

2. Coupling according to claim 1, characterized in that the switching bridge is tuned so that when the switch (24) is closed and opened, the current in the coil (17) located in the central branch reverses in its direction or its phase position. Considered publications: German Patent Specifications No. 473 119, 714 421; Journal: "Materials and Methods", Feb. 56, p.171.