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Eleltromagnetisch b#t-ät4bafe#-Lamellenkupplung Die Erfindung betrifft
eine elektromagnetisch betätigte Lamellenkupplung, bei der Magnetkörper, Anker und
das vom magnetischen Kraftfluß freie Lamellenpaket nebeneinander angeordnet sind.
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Es sind seit langem elektromagnetisch betätigte Lamellenkupplungen
bekannt, bei denen das LameRenpaket auf der einen Seite des Magnetkörpers liegt
und der auf der anderen Seite des Magnetkörpers angeordnete Anker über durch den
Magnetkörper ragende Druckbolzen mit einer Druckscheibe in Verbindung steht, die
Mm Anziehen des Ankers das Lamellenpaket in Richtung von dem Magnetkörper weg gegen
eine mit diesem fest verbundene Gegendruckscheibe preßt. Die Druckscheibe steht
ebenso wie die Außenlamellen mit einem Teil des Magnetkörpers drehfest aber axial
verschieblich in Eingriff. Da der Anker und die Druckscheibe an der Drehmomentübertragung
nicht teilnehmen und daher in axialer Richtung spielen können, weisen diese Kupplungen
eine gute Ansprechempfindlichkeit und relativ kurze Schaltzeiten auf. Die Anwendbarkeit
dieser Kupplungen ist jedoch beschränkt. So lassen sie sich nicht an einer Stirnseite
anflanschen.
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Es sind weiterhin elektromagnetisch betätigte Lamellenkupplungen bekannt,
die universeller verwendbar sind, da bei ihnen Anker und Laniellenpaket auf der
gleichen Seite des Magnetkörpers angeordnet sind. Bei diesen ist jedoch die Ansprechempfindlichkeit
bzw. sind die Schaltzeiten für eine Reihe von Anwendungsfällen nicht befriedigend.
So ist eine Lamellenkupplung bekannt, bei der das Lamellenpaket zwischen dem Magnetkörper
und dem Anker liegt. Der Anker dient hierbei zugleich als das Lamellenpaket gegen
eine radiale Wand des Magnetkörpers pressende Druckscheibe, so daß die Masse der
beim Schalten axial zu bewegenden Teile relativ gering ist. Jedoch ist hierbei das
LameHenpaket vom Magnetfluß durchflutet, was zu der bekannten Beeinträchtigung der
Schaltzeiten führt.
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Bei anderen bekannten Lamellenkupplungen hat man diesen Nachteil dadurch
vermieden, daß der Anker zwischen Magnetkörper und Lamellenpaket angeordnet ist,
so daß letzteres vom magnetischen Kraftfluß frei bleibt. Hierbei ist der Anker mit
der die Lamellen in Richtung zum Magnetkörper pressenden Druckscheibe beispielsweise
über in, Umfangsrichtung verteilte Zugbolzen verbunden, welche der Luft den Zutritt
zu dem Lamellenpaket gestatten und das Gewicht der axial bewegten Teile geringer
als bei einer geschlossenen Verbindungshülse halten. Zwischen Anker und Lamellenpaket
ist eine besondere, mit dem Magnetkörper festverbundene Gegendruckscheibe vorgesehen.
Bei diesen Kupplungen wird das Drehmoment jedoch über den Anker übertragen, was
zu einem mit größer werdendem Drehmoment ansteigenden Widerstand für die axialen
Bewegungen des Ankers und damit zu einer Vergrößerung der Schaltzeiten führt. Das
gleiche gilt auch für eine andere bekannte Lamellenkupplung, bei der man den Anker
und die Druckscheibe zu einem das Lamellenpaket glockenförmig übergreifenden Teil
ausgebildet hat. Durch diese Ausbildung wird zwar erreicht, daß eine radiale Wand
des Magnetkörpers, die den Magnetfluß nach außen zu dem die Wand von außen mit radialem
Spiel umgebenden Anker umlenkt, unmittelbar als Gegendruckscheibe verwendet werden
kann. Jedoch erfolgt auch hierbei die Drehmomentübertragung über den Anker.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine elektromagnetisch betätigte Lamellenkupplung
mit vom magnetischen Kraftfluß freien Lamellenpaket und geringen radialen und axialen
Abmessungen zu schaffen, die universeller als die eingangs beschriebenen Kupplungen
verwendbar ist und eine große Ansprechempfindlichkeit und kurze Schaltzeiten aufweist.
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Ausgehend von einer elektromagnetisch betätigten Lamellenkupplung,
bei der Magnetkörper, Anker und das vom magnetischen Kraftfluß freie Lamellenpaket
nebeneinander angeordnet sind und die die Lamellen in Richtung zum Magnetkörper
zusammenpressende Druckscheibe mit dem Anker über auf deren Umfang verteilte, den
Abstand zwischen Anker und Druckscheibe überbrückende Zugbolzen verbunden ist, wird
diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der ringförmige Anker in an
sich bekannter Weise eine zugleich als Gegendruckscheibe für die Lamellen dienende
radial nach außen verlaufende feste Wand des Magnetkörpers von außen mit
radialem
Spiel umgibt und daß die Mitnahme des ringförmigen Ankers, der Druckscheibe und
der Außenlamellen in Drehrichtung durch an sich bekannte, mit dem Magaetkörper verbundene
und sich axial erstreckende Arme erfolgt, die auf dem gleichen Durchmesser wie die
Zugbolzen, jedoch gegenüber diesen in Umfangsrichtung versetzt angeordnet sind.
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Zur Mitnahme der Außenlamellen in Drehrichtung dienende, sich axial
erstreckende Arme, die mit dem Magnetkörper fest verbunden sind, sind bei elektromagnetisch
betätigten Laniellenkupplungen an sich bekannt.
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Bei der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung ist die Masse der axial
bewegten Teile gering, da der die radiale Wand des Magnetkörpers von außen umgebende,
ringförmige Anker nur einen kleinen Querschnitt aufweist und mit der Druckscheibe
nur über einige Bolzen verbunden ist, die der Luft zum Kühlen der Lamellen freien
Zutritt bieten. Vor allem aber wird der Anker durch die Mitnehmerarme von der Übertragung
des Drehmoments entlastet, so daß er axial frei und ungehemmt spielen kann. Dies
führt zu einer weiteren wesentlichen Verbesserung der Ansprechempfindlichkeit und
Herabsetzung der Schaltzeiten. Diese Vorteile werden bei Einhaltung geringer radialer
und axialer Abmessungen erreicht, da eine onderte Gegendruckscheibe nicht benötigt
wird und die Mitnehmerarme und die Zugbolzen auf dem gleichen Durchmesser liegen.
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Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel
erläutert. Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine gemäß der Erfindung
ausgebildete elektromagnetisch betätigte Lamellenkupplung; Fig. 2 ist eine abgebrochen
dargestellte Stirnansicht in Richtung des Pfeils 11 in Fig. 1 und
Fig. 3 ist eine Ansicht in Richtung des Pfeils III in Fig. 1 von einer
Einzelheit der Kupplung.
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Auf der treibenden Welle 1 ist mittels Keilen la eine Keilbüchse
2 befestigt, auf der mittels Keilen 3
der aus den beiden Teilen 4 und
5 und der Spule 10
bestehende Magnetkörper sitzt. Die Verbindung der
beiden Teile 4 und 5 ist mittels einzelner, aus dem Material des Gehäuseteils5
herausgedrückter Nasen 6 sichergestellt, welche über eine Anschrägung
7 an dem Teil 4 greifen. Gegen axiale Verschiebung gegenüber den keilförmigen
Vorsprüngen 3 der Keilbüchse 2 ist das Teil 4 seinerseits in der einen Richtung
durch herausgedrückte Nasen 8 in der anderen Richtung durch eine Schulter
9 gesichert.
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Die Teile 4, 5 umschließen die Erregerspule 10.
Die Stromzuführung
zu der Erregerspule 10 erfolgt Über einen Schleifring 11, der in einer
Isolierung 12 eingebettet ist. Der Schleifring ist mit der Spule über eine Leitung
13 verbunden, welcher durch eine Isolierhülse 14 in einer Bohrung
15 des Magnetkörpers hindurchgeführt und an dem Schleifring bei
13 a angelötet ist. Das andere Wicklungsende 16 der Spule
10
ist durch eine nichtisolierte- Bohrung des Magnetkörperteils
5 hindurchgeführt und bei 16a an diesem angelötet. Die Außenfläche
5 a des Teils 5 dient als zweite Schleiffläche für die
Stromzuführung. in die Stirnfläche 17 der radial nach außen verlaufenden
Wand des Magnetkörperteils 4 sind radiale Nuten eingearbeitet, in die der eine Arm
18 eines insgesamt mit 19 bezeichneten Winkeistücks eingelassen ist,
das mittels Schrauben 20 am Magnetkörper befestigt ist. Die sich axial erstreckenden
Arme 21 der Winkelstücke 19 bilden die Mitnehmer für die Außenlamellen 22
des aus den Außenlamellen 22 und Innenlamellen 23 gebildeten Lamellenpakets
24.
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Die Innenlamellen 23 sitzen in bekannter Weise auf der Verzahnung
25 einer Mitnehmerbüchse 26,
welche mittels eines Keils 27 auf
der getriebenen Welle 28 befestigt ist.
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Zum Einrücken der Lamellenkupplung dient eine Druckscheibe
29, welche über Zugbolzen 30 mit einem ringförnügen Anker
31 verbunden ist. Der ringförmige Magnetanker stellt nur einen kleinstmöghchen
Teil des magnetischen Kreises dar, so daß sein Gewicht gering ist.
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Der ringförmige Magnetanker 31 weist ebenso wie dieStirnfläche17
desMagnetkörpers radialeNuten32 auf, mit denen der Anker auf den radialen Armen
18
der Winkelstücke 19 axial geführt wird, eine drehmomentmäßige Mitnahme
erhält als auch gleichzeitig zentriert ist. Die Druckscheibe 29 weist Aussparangen
33 auf, deren Seitenflächen 33 a zur Übertragung des Drehmoments mit
den Seitenflächen der Mitnehmerarme 21 und deren Bodenfläche 33 b
zur Zentrierung der Druckscheibe mit den radial nach innen liegenden Flächen der
Mitnehmerarme zusammenwirken. Die Axme 18 der Winkelstücke 19 sind
derart in die Stimfläche 17 des Magnetkörpers 4, 5, 10
eingelassen,
daß deren Oberfläche in der gleichen Ebene wie die Stirnfläche 17 liegt.
Dadurch ist die Anlagefläche für die letzte Lamelle des Lamellenpakets 24 so groß
wie möglich gestaltet. Die Zugbolzen tragen Gewinde, um mittels Einstellung des
Abstands zwischen Druckscheibe 29 und Anker 31
die Größe des Arbeitsluftspalts
34 zwischen dem Anker und dein Magnetkörper gegenüber der Gesamtdicke des Lamellenpakets
einzustellen. In dem Ausführungsbeispiel ist der Zugbolzen 30 als Steckbolzen
ausgebildet, auf den am Ende selbstsichemde Muttern 35 aufgeschraubt sind.
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Die Arbeitsweise der Kupplung ist folgende: Wird die Spule
10 über die Schleifringe 11 und 5 a erregt, so
wird durch das Magnetfeld der Anker 31 über seinen Arbeitsluftspalt 34 eine
magnetische Zugkraft entwickeln, die über die Zugbolzen 30 auf die Druckscheibe
29 und von dieser auf die Lamellen des Lamellenpakets 24 übertragen wird,
wodurch das Drehmornent in bekannter Weise von der treibenden Welle 1 auf
die getriebene Welle 28 übertragen wird.
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Wird der Strom wieder abgeschaltet, so öffnet sich die Lamellenkupplung
in ebenfalls bekannter Weise durch die Eigenspannung der einzelnen Lamellen, wobei
die Öffnungsbewegung durch den Grund der Nut 32 in dem ringförinigen Anker
31 begrenzt ist, indem dieser an dem Winkelstück 19 zur Anlage kommt.
Die öffnungsbewe-gung kann noch in bekannter Weise durch Druckfedem zwischen dem
Magnetkörper und dein Anker unterstützt werden. Eine weitere Unterstützung der sicheren
Lüftung jeder einzelnen Lamelle des Lamellen-oakets kann außerdem noch durch die
ebenfalls bikannte Anordnung von jeweils mindestens zwei Spreizfedern zwischen den
benachbarten Außenlamellen sichergestellt werden. Diese Spreizfedem können die Form
von Federscheiben haben, welche abwechselnd mit den Außenlamellen über die Zugbolzen
30 aufgefädelt sind.