DE1575802A1

DE1575802A1 - Electromagnetic clutch

Info

Publication number: DE1575802A1
Application number: DE19671575802
Authority: DE
Inventors: Fernand Queille
Original assignee: COLLINS ET TOURNADRE TOURCE S
Current assignee: COLLINS ET TOURNADRE TOURCE S
Priority date: 1966-10-13
Filing date: 1967-05-20
Publication date: 1970-01-02
Also published as: FR1502931A

Description

Elektromagnetische Kupplung Die vorliegende Erfindung betrifft elektromagnetische Einrückvorrichtungen oder Kupplungen, bei denen das von einer Spule erzeugte magnetische Feld auf einen Anker einwirkt und dabei zwei Kupplungszahnkränze einrückt, von denen der eine mit der antreibenden, der andere mit der angetriebenen Welle kraftschlüssig verbunden ist.Electromagnetic clutch The present invention relates to electromagnetic engagement devices or clutches in which the magnetic field generated by a coil acts on an armature and thereby engages two coupling sprockets, one of which is positively connected to the driving and the other with the driven shaft.

Nach einem ersten Merkmal der Erfindung wird der an dem zu be# .*wegenden Anker befindliche Kupplungszahnkranz mindestens teilweise aus unmagnetischem Material hergestellt. Dadurch wird das zwischen den beiden Zahnkränzen wirksame magnetische Moment erheblich herabgemindert, und wenn die Köpfe der Kupplung& zahnkränze sich im Augenblick der Einschaltung der Erregerspule gegenüberstehen, läuft man nicht Gefahr, wie dies bisher bei bekannten Vorrichtungen der Fall war, daB die Kupplung unter der Wirkung der magnetischen Kraft über die Zahnköpfe erfolgt. Bei einem ersten Ausführungsbeispiel ist der Zahnkranz des Ankers vollständig aus nichtmagnetischem Material hergestellt. Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel werden am Kopf' der Zähne Plättehen aus unmagnetischem Material angebracht. Nach einem weiteren Merkmal ist der Hub des Ankers durch einen Anschlag beschränkt, vorzugsweise durch ein Längskugel- oder Rollenlager, wodurch zwischen den Zahnköpfen des einen und den Lücken des anderen Zahnkranzes ein gewisses Spiel entsteht. .Ein drittes durch das besonders, der Kupplungsvorgang, während des Laufes ermöglicht ist, liegt in der Verwendung von Kupplungs-Zahnkränzen mit plattem Kopf- und Bodenprofil, bei denen die Lücken des Ankerzahnkranzes breiter sind als die Starke der Zahne des Gegenkranzes.According to a first feature of the invention, the coupling ring gear located on the armature to be moved is at least partially made of non-magnetic material. As a result, the magnetic moment acting between the two toothed rims is considerably reduced, and if the heads of the coupling and the toothed rims are opposite each other at the moment the excitation coil is switched on, there is no risk, as was previously the case with known devices, that the coupling is under the action the magnetic force takes place via the tooth tips. In a first embodiment, the ring gear of the armature is made entirely of non-magnetic material. In a second embodiment, plates made of non-magnetic material are attached to the head of the teeth. According to a further feature, the stroke of the armature is limited by a stop, preferably by a longitudinal ball bearing or roller bearing, whereby a certain amount of play arises between the tooth tips of the one and the gaps in the other ring gear. A third, which makes the coupling process possible during the run, is the use of coupling gear rims with a flat top and bottom profile, in which the gaps in the armature gear ring are wider than the strength of the teeth on the mating ring.

Die folgende Beschreibung erläutert anhand von Zeichnungen ein ige Ausfüngsbeispiele der Erfindung. Figur l zeigt einen Axialschnitt durch eine Zahnkranzkupplung gemäß der Erfindung. In der oberen Hälfte dieser Figur befindet sich der Anker im entkuppelten, in der unteren Hälfte im eingekuppelten Zustand.The following description explains some with the aid of drawings Exemplary embodiments of the invention. Figure l shows an axial section by a ring gear coupling according to the invention. In the upper half of this figure the anchor is in the uncoupled, in the lower half in the coupled State.

Figur 2 ist eine Seitenansicht der Vorrichtung entsprechend 'der Richtung des Pfeiles F in Figur 1.Figure 2 is a side view of the device according to the direction of the arrow F in Figure 1.

Figur 3 zeigt einen axialen Schnitt nur-durch den Anker zur Hervorhebung der Einzelheiten: Figur 4 ist ein Schnitt durch die Kupplungszahnkränze in.größerem Maßstab. _ Figur 5 ist ein axialer Schnitt durch eine gegen Figur 1 etwas abgewandelte Vorrichtung.FIG. 3 shows an axial section only through the armature for emphasis the details: Figure 4 is a section through the clutch ring gears in a larger Scale. _ Figure 5 is an axial section through a slightly modified from Figure 1 Contraption.

Figur 6 stellt einen axialen Schnitt durch den Anker der Vorrchtung nach, Figur- .5 dar.Figure 6 shows an axial section through the armature of the device after, figure- .5.

Figur 7 ist ein Schnitt durch die Zahnkränze für die Vorrichtuig nach Figuren 5 und 6.. Das Ausführungsbeispiel entsprechend. der Figuren 1 bis 4 .zeigt eine Kupplungsvorrichtung mit umlaufendem Erregerteil 1. Dieser besteht aus einem.Ring aus magnetischem Metall und enthält in einer ringförmigen Aussparung 2 die Erregerspule 3. Deren Speisung erfolgt üben eine in der Zeichnung nicht dargestellte feste Bürste, die auf einem Kollektor 4 schleift, der in den Teil 1 eingebettet äst und gegen diesen durch die Zwischenlage 5 isoliert ist.Figure 7 is a section through the ring gears for the device according to Figures 5 and 6 .. The embodiment accordingly. Figures 1 to 4 .shows a coupling device with a rotating exciter part 1. This consists of a ring Made of magnetic metal and contains the excitation coil in an annular recess 2 3. They are powered by a fixed brush, not shown in the drawing, which grinds on a collector 4, which is embedded in the part 1 and against this is isolated by the intermediate layer 5.

- Im dargestellten Beispiel ist der Erregerteil öder Induktor 1 mit der antreibenden Welle verbunden. Die Arbeitsweise der Vorrichtung würde die gleiche bleiben, wenn der Erregerteil auf der angetriebenen Welle angebracht wäre. Auf der nicht gezeichrieten Antriebswelle ist der Teil 1 mit der Bohrung 6 verkeilt. Der Erregerteil wirkt auf den in Figur,j besonders gezeichneten Anker, der aus@einem Ring 7 sowie einer mit diesem mittels Stiften 9 verbundenen. Platte 8 aus magnetischem Metall besteht. Die Verbindung zwischen dem Teil 7 und der Platte 8 kann auch auf andere Weise hergestellt sein,-z.B. mittels Aufschrumpfen, Einpassen oder durch Verschrauben. Der Ringteil 7 besteht aus nieltmagnetischem Metall, z.B. Bronze oder Spezialstahl, und ist mit einem Zahnkranz 10 besetzt, der mit einer Verzahnung- 11. eines mit der geführten Welle verbundenen Kranzes 12 in: Eingriff kommt. Mittels der Zahnkränze 10 und 11 kommt der Anker kraftschlüssig in Umlauf mit dem Kranz 12, also mit der geführten Welle.-Axiales Gleiten der beiden Zahnkränze gestattet*eine axiale Bewegung des Ankers gegenüber dem Kranz.. -Der Zahnkranz 12 ist ständig gegen den Anker durch Federn 13.gehalten. Diese drücken auf die Ansätze 14 von Stiften 15,- diein Gewindelöcher 17 der Platte 8 eingeschraubt sind. nie Stifte: 15 mit den Federn 13 liegen in Bohrungen des Kranzes 12: Im dargestellten Beispiel sind-gemäß-Figur 2-drei gegeneinander um 12200 versetzte Stifte 15 und gleichfalls die drei Gewindelöcher 17 gezeichnet: Der Kranz 12,-.in dem sie sich befinden, ist auf-einer mit der geführten Welle verbundenen Platte befestigt. Dicht an 'ihrem Umfang haben der Erregerteil 1 -und der Ring 7 des Ankers Strnverzahnungen.18 und 19, mit -denen die Kupplung zwischen der führenden und geführten Welle erfolgt. Wenn die Spule 3 nicht erregt ist, drücken die Federn 13 den Anker gegen den Kranz 12. Die Verzahnungen 18 und 19 sind: ausgerückt, und die Drehbewegung des Erregerteils 1 wird auf den Kranz 12 und die angetriebene Welle nicht übertragen (entsprechend:der oberen Hälfte von Figur 1). Wenn dagegen die-Spule 3 erregt ist,-wirkt der magnetische Fluß des Erregerteils auf die aus magnetischem Metall bestehende Platte 8 des beweglichen Ankers. Die' Verzahnungen 18 und 19 greifen dann ineinander 'und übertragen die Drehbewegung der führenden Welle auf den Anker und den Kranz 7:2 (entsprechend dem unteren Teil in Figur 1). Ein Rollenlager 20 beschränkt den Hub des angezogenen Ankers in der Weise= da8, wie .besonders aus Figur 4 zu ersehen ist,: dia Köpfe 21 und 22 der Verzahnungen 18 und 19 in den Zahnlücken der miteinander arbeitenden Verzahnungen nicht anschlagen. Eine ünmagnetisahe.Zwischenlage 23 verhindert den magnetischen FZuß durch das hager 20* Die Breite L1 der Köpfe 21 der Verzahnung 13 ist geringer als die Zahnlücken Lc' im Kranz 19, wodurch-die Ankupplung während des Laufes ermöglicht ist, wenn im Augenblick der Erregung der Spule j die Köpfe 2 der Zahnreihe 19 mit den Köpfen <21 der Ver» zahnung 18 in Kontakt kommen. Sind L1 und Lc-glei,ch, dann könnte der Fall eintreten, daß die Zahnreihen nicht ineinandergreifen, so daß dann die Zahnköpfe der einen Zahnreihe auf denen der anderen gleiten. Gute Ergebnisse kann man erhalten, wenn das Verhältnis zwischen L1 und L2 ungefähr gleich 2 ist Bei@unmagnetischer Verzahnung 19 wirkt keine Anziehungskraft zwischen den Zahnköpfen, die leicht aufeinander gleiten, selbst wenn das Widerstandsmoment gering ist. -Die in den Figuren 5 -bis 7 dargestellte Vorrichtung weicht von dem der Figur 1 dadurch-ab, daß sie mit einer feststehenden Erregerspule-arbeitet. In diesem Falle sitzt Gier Erregerteil 1 mittels eines-Rollenlagers 24 auf einem auf der führenden Welle befestigten Stück 25 das die-Verzahnung 18 trägt, die mit dem Zahnkranz 19 des-Ankers in Eingriff kommt. Dieser Anker ist-ein einheitliches Werkstück aus magnetischem Material und weist an den .Köpfen der Zähneeingesetzte: Plättchen 27 aus unmagnetischem Werkstoff auf..- -Bei diesem Ausführungsbeispiel muß der Zahnkranz 12 aus unmagnetischem Material bestehen, was jedoch nichtnotwendig ist, wenn der Anker- aus z@Jei Teilen besteht, wie es beider Vorrichtung nach Figur j der Fall ist. Es liegt im Rahmen der Erfindung die in den Ausführungsbeispieleri gezeigten Vorrlctitungen durch technische Äquivalente zu @eräidern.- In the example shown, the exciter part or inductor 1 is connected to the driving shaft. The operation of the device would remain the same if the exciter part were mounted on the driven shaft. Part 1 is wedged with the bore 6 on the drive shaft, which is not shown. The exciter part acts on the armature, which is particularly drawn in FIG. Plate 8 is made of magnetic metal. The connection between the part 7 and the plate 8 can also be established in other ways, for example by means of shrinking, fitting or screwing. The ring part 7 consists of non-magnetic metal, for example bronze or special steel, and is fitted with a toothed ring 10 which comes into engagement with a toothing 11 of a ring 12 connected to the guided shaft. By means of the ring gears 10 and 11, the armature rotates positively with the ring 12, i.e. with the guided shaft held by springs 13. These press on the lugs 14 of pins 15 - which are screwed into threaded holes 17 of the plate 8. never pins: 15 with the springs 13 are in the bores of the ring 12: In the example shown - according to Figure 2 - three pins 15 offset from one another by 12200 and also the three threaded holes 17 are shown: the ring 12, -. in which they are is attached to a plate connected to the guided shaft. Close to their circumference, the exciter part 1 and the ring 7 of the armature have Strnverzahnungen.18 and 19, with which the coupling between the leading and guided shaft takes place. When the coil 3 is not energized, the springs 13 press the armature against the ring 12. The gears 18 and 19 are: disengaged, and the rotary movement of the exciter part 1 is not transmitted to the ring 12 and the driven shaft (corresponding to: the upper Half of Figure 1). On the other hand, when the coil 3 is energized, the magnetic flux of the energizing part acts on the plate 8 of the movable armature made of magnetic metal. The ' toothings 18 and 19 then mesh with one another' and transmit the rotational movement of the leading shaft to the armature and the ring 7: 2 (corresponding to the lower part in FIG. 1). A roller bearing 20 limits the stroke of the attracted armature in the manner = DA8 as .Hard be seen from Figure 4, 18 and 19 do not abut in the tooth gaps of the working toothings ,: dia heads 21 and 22 of the gearing. A non-magnetic intermediate layer 23 prevents the magnetic FZuß through the haggard 20 * The width L1 of the heads 21 of the toothing 13 is less than the tooth gaps Lc 'in the ring 19, whereby the coupling is enabled during the run, if at the moment of excitation Coil j the heads 2 of the row of teeth 19 come into contact with the heads 21 of the toothing 18. If L1 and Lc are the same, then the case could arise that the rows of teeth do not intermesh, so that then the tooth tips of one row of teeth slide on those of the other. Good results can be obtained if the ratio between L1 and L2 is approximately equal to 2. With non-magnetic toothing 19, there is no attractive force between the tooth tips, which slide easily on one another, even if the section modulus is low. The device shown in FIGS. 5 to 7 differs from that of FIG. 1 in that it works with a fixed excitation coil. In this case, yaw exciter part 1 is seated by means of a roller bearing 24 on a piece 25 which is fastened to the leading shaft and which carries the toothing 18 which engages with the ring gear 19 of the armature. This armature is a uniform workpiece made of magnetic material and has on the heads of the teeth inserted: platelets 27 made of non-magnetic material. consists of z @ Jei parts, as is the case with both devices according to Figure j. It is within the scope of the invention to replace the provisions shown in the exemplary embodiments with technical equivalents.

Claims

Claims 1. Electromagnetic engagement device or clutch, in which the field generated by a coil in the exciter part attracts an armature and so that two clutch sprockets mesh, one of which with the leading, the other is connected to the guided shaft, characterized in that the placed on the armature to be moved: ring gear (19), at least partially from a non-magnetic holder (7) carried and the stroke of the armature in the way is limited that between the tooth tips (L1.) of a ring (.18) and the Tooth gaps (I: 2) of the other ring gear_ (19) play is present. "Clutch after Claim 1, characterized in that ß the anchor (2ö) branches a whole and its . Tooth heads (19) inserted non-magnetic plates (27) contain. ". 3. Coupling according to Claim 1, characterized in that the armature consists of a non-magnetic Material consisting of a plate, on which a ring gear (19) made of non-magnetic Material is attached. 4. Coupling according to one of the preceding claims, characterized marked that the gaps in the ring gear (19) of the anchor are wider than the Heads of the teeth of the cooperating ring gear (18) of the exciter part (1 :). 5. Coupling according to claim 4, characterized in that the ratio of the tooth gap width is dsß of the ring on the armature to the tooth width of the cooperating ring gear, for example is equal to two.