DE1171215B

DE1171215B - Electromagnetically operated friction clutch

Info

Publication number: DE1171215B
Application number: DET21240A
Authority: DE
Inventors: Erich Zipse
Original assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Current assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Priority date: 1961-12-08
Filing date: 1961-12-08
Publication date: 1964-05-27

Description

Elektromagnetisch betätigte Reibungskupplung Die Erfindung bezieht sich auf eine elektromagnetisch betätigte Reibungskupplung mit durch Änderung der Erregung veränderbarem Abtriebsmoment. Derartige Kupplungen sind z. B. mit Vorteil in Magnetbandwickelantrieben verwendbar. Dabei tritt oftmals die Forderung auf,, für einen Betriebszustand, z. B. Beschriften oder Lesen des Magnetbandes, ein Antriebsmoment für eine z. B. eine Vorratsbandschlaufe speisende Wickelspule zu erhalten, das regelbar ist und bei einer bestimmten Erregung einen bestimmten Höchstwert hat, während für einen anderen Betriebszustand, z. B. das Rückspulen des Bandes mit erhöhter Geschwindigkeit, ein noch höheres Abtriebsmoment erzeugt werden soll. Bei Anordnung eines etwa mit dem Antrieb verbundenen Elektromagnetkörpers und einer dann mit dem Abtrieb verbundenen Ankerscheibe trägt im allgemeinen mindestens eines dieser Elemente einen verschleißarmen Reibbelag. Es hat sich herausgestellt, daß derartige, z. B. unter Verwendung von Kunstharz hergestellte Beläge bei veränderlicher Luftfeuchtigkeit kleinen Dickenschwankungen unterworfen sind, wodurch die Teile, die durch Eisenberührung den magnetischen Schluß herstellen sollen, voneinander abgehoben werden können. Damit ändert sich aber bei gleicher Erregung der magnetische Kraftfluß und mithin das Abtriebsmoment, so daß statt des Höchstmoments, das man mit einer bestimmten (z. B. durch die Bandschlaufe selbsttätig geregelten) Erregung erhalten will, ein anderes Moment entsteht.Electromagnetically Operated Friction Clutch The invention relates to on an electromagnetically operated friction clutch with by changing the Excitation variable output torque. Such couplings are z. B. with advantage can be used in magnetic tape winding drives. The requirement often arises, for an operating state, e.g. B. writing or reading the magnetic tape, a drive torque for a z. B. to get a supply tape loop feeding reel that is adjustable is and has a certain maximum value at a certain arousal, while for another operating state, e.g. B. rewinding the tape at increased speed, an even higher output torque is to be generated. When arranging one with the drive connected to the electromagnet body and then connected to the output Armature disk generally carries at least one of these elements with low wear Friction lining. It has been found that such, e.g. B. using Resin-made coverings with changing humidity, small fluctuations in thickness are subjected, whereby the parts that come into contact with iron create a magnetic circuit should produce, can be lifted from each other. But that changes at the same excitation of the magnetic flux and therefore the output torque, so that instead of the maximum torque that can be achieved with a certain (e.g. through the belt loop automatically regulated) arousal wants to receive, another moment arises.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, den Regelbetrieb in dem gewünschten Sinn zu ermöglichen. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei einer elektromagnetisch betätigten Reibungskupplung mit durch Änderung der Erregung veränderbarem Abtriebsmoment dadurch gelöst, daß neben einer durch einen entsprechend begrenzten magnetischen Querschnitt ein bestimmtes Drehmoment übertragenden Ankerscheibe mindestens eine weitere von dieser auf Abstand gehaltene Ankerscheibe vorgesehen ist, die bei Erregung des Magnetkörpers über den gesättigten magnetischen Kraftfluß in der einen Ankerscheibe hinaus angezogen wird, den magnetischen Querschnitt dieser Ankerscheibe vergrößert und somit die Übertragung eines größeren Drehmoments ermöglicht.The invention has set itself the task of regulating operation in the to enable the desired meaning. According to the invention, the task is electromagnetic actuated friction clutch with output torque that can be changed by changing the excitation solved in that in addition to one by a correspondingly limited magnetic Cross section of a certain torque transmitting armature disk at least one further from this held at a distance armature disk is provided, which when energized of the magnet body via the saturated magnetic flux in one armature disk is also attracted, the magnetic cross-section of this armature disk is enlarged and thus enables the transmission of a greater torque.

Nachstehend wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels erläutert. In F i g. 1 ist 1 ein aus Eisen bestehender Ring, der von einem nicht dargestellten Antriebsmotor in Drehung versetzt wird und in seiner Ringnut eine Erregerwicklung 2 trägt. Auf Absätzen der Ringnut ruht ein Ring 3, der einen Reibbelag 4 trägt. Eine Ankerscheibe 5 hat mit ihrer Stirnfläche ständigen Kontakt mit dem Reibbelag 4 und schließt mit den angrenzenden Stirnflächen der Polringe 1 a und 1 b des Magnetkörpers 1, 2 einen magnetischen Kreis. Die Ankerscheibe 5 ist mit einer Innenverzahnung 5 a auf eine Außenverzahnung 6 a der Abtriebswelle 6 aufgeschoben und so hinsichtlich der Drehung formschlüssig mit der Welle verbunden, während sie in Achsrichtung verschiebbar ist, um bei Abnutzung der Gegenflächen am Magnetkörper 1, 2 mit diesem in Kontakt zu bleiben.The invention is explained below using an exemplary embodiment. In Fig. 1, 1 is a ring made of iron which is set in rotation by a drive motor (not shown) and which has an excitation winding 2 in its annular groove. A ring 3, which carries a friction lining 4, rests on shoulders of the annular groove. An armature disk 5 has constant contact with its end face with the friction lining 4 and closes a magnetic circuit with the adjoining end faces of the pole rings 1 a and 1 b of the magnet body 1, 2. The armature plate 5 is provided with an internal gear 5 a of the output shaft 6 is pushed a an external toothing 6 and the rotation positively connected so with respect to the shaft, while it is displaceable in the axial direction to the case of wear of the mating surfaces on the magnet bodies 1, 2 in contact with it to stay.

Im Abstand von je 120° sind drei Gewindestifte 7 in die Ankerscheibe 5 eingeschraubt, und auf diese ist eine zweite Ankerscheibe 8 mit entsprechend angeordneten, mit geringem Spiel den Durchtritt der Stifte 7 gestattenden Bohrungen und mit einer den freien Durchtritt der Verzahnung 6 a gestattenden Zentralbohrung aufgesteckt. Die Ankerscheibe 8 trägt im Abstand von je 120° drei eingebördelte Hülsen 9. Eine Druckfeder 10 in jeder Hülse ragt durch die Scheibe 8 hindurch in ein Sackloch der Ankerscheibe 5, mit ihrem oberen Ende stützt sie sich gegen eine Scheibe 11, die durch eine Madenschraube 12 in der Hülse verstellbar ist. Die drei Druckfedern 10 heben die Ankerscheibe 8 von der Ankerscheibe 5 ab und halten sie auf einen Abstand, der durch Anschlagscheiben 13 bestimmt wird, wobei diese Scheiben 13 als Unterlegscheiben für auf die Gewindestifte 7 aufgeschraubte Muttern 14 durch Drehen dieser Muttern verstellbar sind. Durch Drehen der Madenschrauben 12 kann die Federkraft eingestellt werden, mit der die Scheibe 8 von der Scheibe 5 auf Abstand gehalten wird.Three setscrews 7 are screwed into the armature disk 5 at a distance of 120 °, and a second armature disk 8 with appropriately arranged bores allowing the pins 7 to pass through with little play and a central bore permitting the free passage of the toothing 6 a is screwed onto it attached. The armature disk 8 carries three crimped sleeves 9 at a distance of 120 °. A compression spring 10 in each sleeve protrudes through the disk 8 into a blind hole in the armature disk 5; 12 is adjustable in the sleeve. The three compression springs 10 lift the armature disk 8 from the armature disk 5 and hold it at a distance that is determined by stop disks 13, these disks 13 being adjustable as washers for nuts 14 screwed onto the threaded pins 7 by turning these nuts. The spring force with which the disk 8 is kept at a distance from the disk 5 can be adjusted by turning the grub screws 12.

Zwischen den Gewindelöchern für die Stifte 7 sind in der Ankerscheibe 5 ebenfalls in einem Abstand von je 120° drei Nuten 15 in Segmentform ausgespart. Dadurch wird der Querschnitt der Ankerscheibe 5, die den magnetischen Kreis mit dem Magnetkörper schließt, verkleinert. Der verbleibende Querschnitt 16 ist so gewählt, daß der magnetische Kraftfluß 01 bei der Erregung, die das eingangs erwähnte erste maximale Mitnahmemoment für die Ankerscheibe 5 erzeugen soll, weit in der Sättigung liegt. Es besteht noch ein magnetischer Nebenkraftfluß 02 durch die zweite Ankerscheibe 8, der aber gering ist, solange der Luftspalt zwischen den beiden Ankerscheiben genügend groß ist.Between the threaded holes for the pins 7 are in the armature disk 5 also cut out three grooves 15 in segment form at a distance of 120 ° each. As a result, the cross section of the armature disk 5, which the magnetic circuit with closes the magnet body, reduced in size. The remaining one cross-section 16 is chosen so that the magnetic flux 01 in the excitation that the initially mentioned first maximum driving torque for the armature disk 5 is intended to generate far lies in saturation. There is still a secondary magnetic force flow 02 through the second armature disk 8, which is small as long as the air gap between the both armature disks is large enough.

In F i g. 2 ist ein Magnetisierungsdiagramm für den Querschnitt 16 dargestellt. Der magnetische Kraftfluß 01 steigt mit der Erregung zunächst an, den Kupplungsanpreßdruck erhöhend, und bleibt von eingetretener Sättigung des Querschnitts 16 an annähernd konstant. Der Arbeitspunkt bei dieser Erregung soll etwa bei A 1, also weit in der Sättigung, liegen, wenn der Luftspalt zwischen der Ankerscheibe 5 und dem Magnetkörper 1, 2 gleich 0 ist. Bildet sich jedoch durch Aufquellen des Reibbelages 4 ein kleiner Luftspalt, so verringert sich die Stärke des magnetischen Kraftflusses, und der Arbeitspunkt rückt etwa nach A 2. Der Querschnitt 16 der Ankerscheibe 5 ist so zu wählen, daß durch genügend weite Verlegung des Arbeitspunkts A 1 in die Sättigung alle infolge von Dickenänderungen des Reibbelages sich ergebende Arbeitspunkte A 2 immer noch im Sättigungsbereich, also auf dem angenähert waagerechten Teil der Kurve liegen, so daß mithin der magnetische Kraftfluß 01 und damit das Abtriebsmoment trotz des störenden Luftspalts bei der vorgesehenen Erregung im wesentlichen konstant bleibt.In Fig. 2 shows a magnetization diagram for cross section 16. The magnetic flux 01 initially increases with the excitation, increasing the clutch contact pressure, and remains approximately constant from the point at which the cross-section 16 is saturated. The operating point for this excitation should be approximately at A 1, that is to say well into saturation, when the air gap between the armature disk 5 and the magnet body 1, 2 is equal to 0. However, if a small air gap forms due to the swelling of the friction lining 4 , the strength of the magnetic flux is reduced and the operating point moves approximately to A 2. The cross-section 16 of the armature disk 5 is to be selected so that by moving the operating point A 1 In saturation, all working points A 2 resulting from changes in the thickness of the friction lining are still in the saturation range, i.e. on the approximately horizontal part of the curve, so that the magnetic flux 01 and thus the output torque are essentially in spite of the disruptive air gap with the intended excitation remains constant.

Um trotz der bereits erreichten Sättigung eine weitere Erhöhung des Abtriebsmoments mittels weiterer Erhöhung der Erregung zu erhalten, ist die zweite Ankerscheibe 8 vorgesehen. Bei weiterer Erhöhung der Erregung wächst zwar nicht mehr der magnetische Kraftfluß 01, wohl aber der Nebenkraftfluß (-b2 weiter an, bis schließlich die Ankerscheibe 8 gegen die Wirkung der Federn 10 an die Ankerscheibe 5 angezogen wird und den Querschnitt 16 überbrückt. Der resultierende größere magnetische Gesamtkraftfluß ergibt das gewünschte erhöhteAbtriebsmoment durch Erhöhung des Anpreßdrucks zwischen dem Magnetkörper 1, 2 und der Ankerscheibe 5.In order to increase the Getting output torque by further increasing the excitation is the second Armature disk 8 is provided. With a further increase in arousal, it does not grow more the magnetic flux 01, but the secondary flux (-b2 on, until finally the armature disk 8 against the action of the springs 10 on the armature disk 5 is tightened and the cross-section 16 bridges. The resulting larger magnetic The total power flow results in the desired increased output torque by increasing the contact pressure between the magnet body 1, 2 and the armature disk 5.

Der Punkt der Zuschaltung dieses magnetischen , Nebenkraftflusses 02 in Abhängigkeit von der Erregung kann durch Verändern des Federdrucks mittels der Madenschrauben 12 eingestellt werden. Seine Stärke wird begrenzt durch die Querschnitte der Polringe l a, 1 b. ; Durch Einstellen des Luftspalts zwischen den Ankerscheiben 5 und 8 mittels der Muttern 14 kann das bei nicht angezogener Scheibe 8 sich ergebende Abtriebsmoment in gewissen Grenzen eingestellt werden, um z. B. Abweichungen von Reibungskoeffizienten der Reibflächen auszugleichen.The point at which this magnetic secondary force flow 02 is switched on as a function of the excitation can be set by changing the spring pressure by means of the grub screws 12. Its strength is limited by the cross sections of the pole rings 1 a, 1 b. ; By adjusting the air gap between the armature disks 5 and 8 by means of the nuts 14, the output torque resulting when the disk 8 is not tightened can be adjusted within certain limits in order to, for. B. to compensate for deviations from the coefficient of friction of the friction surfaces.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die weitere Ankerscheibe 8 immer, wenn auch zunächst nur schwach, in den das Moment bestimmenden magnetischen Kraftfluß einbezogen, um sie über diesen anziehen zu können. Es sind auch Lösungen möglich, bei denen die weitere Ankerscheibe außerhalb des Kraftlinienfeldes des genannten Flußkreises bleibt, bis sie bei der erhöhten Erregung, z. B. durch dann zur Wirkung kommende magnetische Hilfskreise, gegen die erste Ankerscheibe bewegt wird, um in den das Abtriebsmoment bestimmenden Kraftfluß einbezogen zu werden. Ferner ist es möglich, noch weitere, dem das Abtriebsmoment bestimmenden Kraftfluß nacheinander zuschaltbare Anker vorzusehen, um das Abtriebsmoment durch fortschreitende Erhöhung der Erregung stufenweise zu erhöhen.In the embodiment described, the further armature disk is 8 always, even if only weakly at first, in the magnetic that determines the moment Power flow included in order to be able to attract them via this. There are also solutions possible, in which the further armature disk is outside the field of force lines of the said flow circle remains until it is at the increased excitation, z. B. by then magnetic auxiliary circuits coming into effect, moved against the first armature disk is to be included in the power flow that determines the output torque. It is also possible to add further power flow that determines the output torque to provide sequentially connectable armatures in order to increase the output torque by progressing Increase in arousal gradually increase.

Claims

Claims: 1. Electromagnetically operated friction clutch with variable output torque by changing the excitation, especially for magnetic tape winding drives, characterized in that in addition to an armature disk (5) which transmits a certain torque through a correspondingly limited magnetic cross-section (16), at least one more of these spaced armature disk (8) is provided, which is attracted when the magnet body (1, 2) is excited beyond the saturated magnetic flux (151) in the armature disk, increases the magnetic cross-section of the armature disk and thus enables the transmission of a greater torque.

2. Coupling according to claim 1, characterized in that the armature disk (8) through several threaded pins screwed into the armature disk (5) (7) with stop washer (13) and nut (14) and through from the armature disk Compression springs (10) is kept at a distance.

3. Coupling according to claim 2, characterized characterized in that the force of the springs (10) is adjustable by screws (12).