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Elektromagnetisch betätigte Reibungskupplung, vorzugsweise Lamellenkupplung,
mit selbsttätiger Nachstellvorrichtung Die Erfindung bezieht sich auf eine elektromagnetisch
betätigte Reibungskupplung, vorzugsweise Lainellenkupplung, mit einer selbsttätigen
Nachstellvorrichtung, bei der eine aus zwei konzentrischen Ringen bestehende Ankerscheibe
das den Magnetkörper konzentrisch umschließende Reibscheibenpaket gegen einen auf
dem Magnetkörper befestigten Gegendruckring preßt.
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Es sind bereits Reibungskupplungen bekannt, bei denen zum Ausgleich
des Reibscheibenverschleißes drei, vorzugsweise mittels gegenläufigem Gewinde ineinander
geschraubte Gewinderinge vorgesehen sind. Der innere der drei Ringe ist hierbei
mit der einen Kupplungshälfte fest verbunden, während der äußere Ring forinschlüssig
die Ankerscheibe trägt, die durch Magnetkraft an den mit der anderen Kupplungshälfte
verbundenen Magnetkörper angedrückt wird. Außerdem sind hierbei an federbelasteten
Rastringen Rastverzahnungen angebracht, durch die die Gewinderinge gegen Rückdrehung
gesichert werden.
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Werden bei dieser bekannten Ausführung die Reibscheiben abgenutzt,
so legt sich die Ankerscheibe an den Magnetkörper an, und der gesamte Anpreßdruck
steht somit nicht mehr zur Erzeugung des Reibschlusses an den Reibscheiben zur Verfügung.
Dadurch tritt ein Schlupf auf, durch den die Ankerscheibe gegenüber dem Magnetkörper
verdreht wird. Durch diese Verdrehung der Ankerscheibe wird hierbei über die Gewinderinge
der andere Kupplungsteil axial verschoben, so daß der Abstand zwischen den Reib,-scheiben
solange verändert wird, bis durch eine erhöhte Anpreßkraft der Schlupf aufgehoben
wird.
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Diese Nachstellvorrichtung hat sich in der Praxis gut bewährt; es
hat sich jedoch gezeigt, daß bei einer Beschädigung der Gewinde durch unsachgemäßen
Ein- und Ausbau der Kupplung eine -einwandfreie Nachstellung nicht mehr gewährleistet
ist. Auch kommt es, insbesondere bei Verwendung der bekannten Kupplung als Bremse,
des öfteren vor, daß die vorzugsweise verwendeten Blattfedern infolge starker Wärmeentwicklung
beim Rutschen ihre Härte verlieren. Dadurch wird ebenfalls der Nachstellmechanismus
gestört. Als weiteren Nachteil dieser Nachstellvorrichtung sind ferner die hohen
Herstellungskosten der Gewinderinge und der übrigen Bauteile sowie der Montage-Aufwand
anzusehen.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine elektromagnetisch betätigte
Reibungskupplung, vorzugsweise Lamellenkupplung, mit einer selbsttätigen Nachstellvorrichtung
zu schaffen, bei der eine. aus zwei konzentrischen Ringen bestehende Ankerscheibe
das den Magnetkörper konzentrisch umschließende Reibscheibenpaket, gegen einen auf
dem Magnetkörper befestigten Gegendruckring preßt, bei der die Nachteile. der vorbekannten
Ausführung weitgehend vermieden werden und die vor allem einfach in ihrem Aufbau
ist und deren Herstellung keinen großen Aufwand erfordert.
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Gemäß der Erfindung wird dies dadurcherreicht, daß der auf dem Innenring
axial verschiebbar und drehbar gelagerte Außenring im Querschnitt V-förmige, radial
gerichtete Ausnehmungen aufweist, in die entweder entsprechende V-förmige Nasen
oder Rollen des Innenrings greifen.
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Die Nasen können hierbei zweckmäßigerweise durch an an dem Innenring
befestigten Führungsstücken gebildet sein. Außerdem ist es vorteilhaft, zwischen
den zusammenwirkenden Schrägflächen der Ringe und/oder der Führungsstücke durch
Käfige geführte Wälzkörper einzusetzen.
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Nach einer weiteren Ausführungsform sind an dem Innenring radial gerichtete
Bolzen befestigt, auf deren freien Enden Rollen drehbar gelagert sind, die mit den
in den Außenring eingearbeiteten Schrägflächen der V-förmigen Ausnehmungen zusammenwirken.
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Zweckmäßig ist es bei jeder der Ausführungsvarianten, den äußeren
Ring der Ankerscheibe drehst mit dem Mitnehmer der äußeren Kupplungshälfte zu verbinden
und zwischen diesem und den Lamellen einen Druckring vorzusehen.
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Durch die erfindungsgemäße Ausführung wird auf äußerst einfache Weise
erreicht, daß eine Verdrehung der beiden, die Ankerscheibe bildenden Ringe zueinander
durch Gleiten oder durch Abrollen auf einer schiefen Ebene in eine axiale Verschiebung
umgelenkt wird, so daß ein Verschleiß an den Reibscheiben, der auch nur ein geringfügiges
Rutschen der Kupplungsteile
hervorruft, sofort ausgeglichen wird.
Beim Einschalten des Erregerstroms wird nämlich der Innenring der Ankerscheibe an
die Polflächen des Magnetkörpers gezogen und bleibt mit diesem kraftschlüssig verbunden.
Der im Außenmitnehmer geführte Außenring hat in diesem Betriebszustand noch axiales
Spiel, so daß er keinen Druck auf das Reibscheibenpaket ausübt. Sobald Aber die
aus dem Außenmitnehmer und denAußenlamellen bestehende äußere Kupplungshälfte gegenüber
der aus Innenmitnehmer, Magnetkörper und Innenlamellen gebildeten inneren Kupplungshälfte
verdreht wird, tritt auch eine Verdrehung des Außenrings der Ankerscheibe gegenüber
dem Innenring auf. Dadurch wird der Außenring axial in Richtung auf das Reibscheibenpaket
verschoben, so daß auf die Reibscheiben eine Kraft einwirkt, die mit zunehmender
axialer Verstellung anwächst.
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Die vorgeschlagenen Maßnahmen ermöglichen es des weiteren, die Herstellungskosten
einer mit einer Nachstellvorrichtung verschenen elektromagnetisch betätigten Kupplung,
insbesondere bei Serienfertit' Crung, niedrig zu halten. Außerdem erlaubt der einfache
Aufbau eine leichte Montage der Kupplung, ohne daß dabei auf die Einhaltung des
Spiels zwischen den Reibscheiben besonders geachtet werden muß.
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Die Erfindung ist an Hand einiger Ausführungsbeispiele in der Zeichnung
dargestellt und nachfolgend näher erläutert. Hierbei zeigt F i g. 1 eine
mit der erfindungsgemäßen Einrichtung vorgesehene Kupplung im Schnitt, F i
g. 2 die Ankerscheibe der Kupplung nach F i g. 1 ebenfalls im Schnitt,
F i g. 3 die Ankerscheibe nach F i g. 2 in Ansicht, F i
g. 4 eine schematische Darstellung von zusammenwirkenden Gleitbahnen, F i
g. 5 eine Ausführung nach F i g. 4 mit zwischen den Gleitbahnen angeordneten
Wälzkörpern und F i g. 6 eine weitere Ausführung mit an den Schrägflächen
des Innenrings auflaufenden Rollen.
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Mit 1, 2 ist in F i g. 1 der Magnetkörper einer elektromagnetisch
betätigten Lamellenkupplung bezeichnet, der auf einer Welle 16 angeordnet
ist. Außerdem ist auf dem Magnetkörper 1, 2 ein Gegendruckring
3 befestigt, der einen Schleifring 4 zur Stromzuführung trägt. Auf der freien
Außenmantelfläche des Magnetkörpers 1, 2 ist die Mitnehmerverzahnung
5 für die Innenlainellen 7 angeordnet, die mit den in dem Mitnehmer
6 der anderen Kupplungshälfte eingreifenden Außenlamellen 8 zusammenwirken.
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Die Ankerscheibe der Kupplung besteht aus zwei konzentrisch aufeinander
gelagerten und gegeneinander verschiebbaren Ringen 9 und 10, die miteinander
in Verbindung stehen. Im äußeren Ring 10 sind zur Führung der Ankerscheibe
Ausnehmungen 15
eingearbeitet, in die der Mitnehmer 6 der äußeren Kupplungshälfte
eingreift. Zur Verbindung der Ringe 9 und 10 sind bei dem in den F
i g. 1 bis 3
gezeigten Ausführungsbeispiel radial gerichtete Führungsstücke
11 vorgesehen, deren radial innerer Teil lY im Querschnitt rechteckig ausgebildet
ist, während der äußere Teil 11" einen dreieckigen Querschnitt aufweist. Der Teil
11' der Führungsstücke 11
ist in entsprechend ausgebildeten Ausnehmungen
13
des inneren Rings 9 der Ankerscheibe eingesetzt und ist mit diesem,
beispielsweise durch Schrauben fest verbunden. Der Teil 11" der Führungsstücke
11
greift dagegen lose in die Ausnehmungen 14 des äußeren Rings
10 ein, wobei in der Außerbetriebstellung die Keilflächen 18 des Teils
lY' an entsprechenden Gegenflächen 19 der Ausnehmungen, 14 anliegen. Zur
übertragung der elektromagnetisch erzeugten Anpreßkraft auf die Lamellen
7, 8 ist ein im Mitnehmer 6 geführter Druckring 12 vorgesehen.
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Wird über den Schleifring 4 der Magnetspule 2 Strom zugeführt, so
bildet sich ein Magnetfeld gemäß der Linie 17 aus. Dadurch wird der innere
Ring 9 der Ankerscheibe zum Magnetkörper 1, 2 hingezogen. Da der Ring
9 mit den Führungsstücken 11 in axialer Richtung formschlüssig mit
dem äußeren Ring 10
verbunden ist, wird dieser bei der Axialverschiebung mitgenommen
und über den Druckring 12 wird die magnetische Anpreßkraft auf die Lamellen
7, 8 übertragen.
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Ist die auf diese Weise auf die Lamellen 7, 8 übertragene Anpreßkraft
zur Erzeugung des Reibschlusses nicht ausreichend, da sich beispielsweise durch
Ab-
rieb an den Lamellen 7, 8 die Gesamtlänge des Lamellenpakets verkleinert
hat, so tritt zwischen der aus dem Magnetkörper 1, 2 und den Innenlamellen
7
gebildeten inneren Kupplungshälfte und dem aus den Außenlamellen
8 und dem Mitnehmer 6 bestehenden äußeren Kupplungshälfte Schlupf
auf. Dadurch werden auch die beiden Ringe 9 und 10 der Ankerscheibe
gegeneinander verdreht, da der Innenring 9 reibschlüssig an dem Magnetkörper
1, 2 anliegt, während der Außenring 10 formschlüssig mit dem Mitnehmer
6 verbunden ist.
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Beim Verdrehen der beiden Ringe 9, 10 gegeneinander laufen
die Keilflächen 18 der äußeren Teile lt' der Führungsstücke 11 an
den entsprechend ausgebildeten Gegenflächen 19 des Außenrings 10 auf,
so daß dieser axial in Richtung des Lamellenpakets verschoben wird. Dabei wird auf
die Lamellen 7,8 eine Kraft ausgeübt, die mit zunehmender Relativverdrehung
und damit Axialverschiebung zunimmt, bis sie annähernd so groß ist wie die magnetische
Zugkraft. In diesem Zustand kann der Innenring 9 der Ankerscheibe nicht mehr
an den Polflächen des Magnetkörpers 1, 2 haften bleiben. Der Innenring
9 verdreht sich gegenüber dem Magnetkörper 1, 2 und läuft schließlich
mit dem Außenring 10 synchron um. Das Reibmoment zwischen dem Innenring
9 und dem Magnetkörper 1, 2 ist erforderlich, um die Ankerscheibe
in ihrer Betriebsstellung zu halten.
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Bei dem schematisch in F i g. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel
ist der dem nicht dargestellten Magnetkörper der Kupplung zugeordnete Ring 41 der
Ankerscheibe mit einer Nase 44 versehen, die in Ausnehmungen 46 des den Druckring
43 beeinflussenden Rings 42 eingreift. Die Schrägflächen 45 der Nase 44 werden bei
einer Relativdrehung der Ringe 41, 42 an die entsprechend ausgebildeten Gegenflächen
47 der Ausnehmung 46 angepreßt, so daß der Ring 42 dadurch axial verschoben wird.
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Bei dem in F i g. 5 gezeigten Ausführungsbeispiel ist ebenfalls
an dem Ankerscheibenring 51 eine Nase 54 angebracht, die in die Ausnehmung
56 des anderen Rings 52 eingreifen. Um die Reibung zwischen den zusammenwirkenden
Schrägflächen 55 und 57
der Nase 54 und der Ausnehmung 56 herabzusetzen,
sind zwischen diesen Wälzkörper 58 angeordnet, die durch Käfige
59 geführt sind.
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In F i g. 6 ist eine weitere Variante gezeigt, um eine Relativdrehung
der Ringe 61, 62 zueinander in
eine Axialverschiebung
um ulenken. Auf dem Ring 61 sind hierbei Bolzen 64 befestigt, auf
denen Rollen 65 drehbar gelagert sind. Drie Rollen 65 greifen hierbei
in die Ausnehmungen 66 des Rings 62 ein und laufen auf den Schrägflächen
67der Ausnehmung 66
auf, so daß beim Verdrehen der Ringe 61, 62 gegeneinander
der Ring 62 axial verschoben wird. Eine kinematische Umkehrung ist möglich.