DE1600068C - Schleifringlose elektromagnetisch betätigte Lamellenkupplung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine schleifringlose elektromagnetisch betätigte Lamellenkupplung mit einem mittels eines Wälzlagers auf einer treibenden Büchse gelagerten ortsfesten ringförmigen Magnetkörper und mit vom magnetischen Kraftfluß axial durchflutetem Lamellenpaket, das bei erregtem Magnetkörper durch die Ankerscheibe an eine Gegendruckscheibe gepreßt wird.

Aus der österreichischen Patentschrift 160 496 ist eine elektromagnetisch betätigte Lamellenkupplung bekannt, deren Magnetkörper als umlaufendes Teil ausgebildet ist, so daß die Erregerwicklung über Schleifkontakte erregt werden muß. Bei dieser Ausführungsform durchsetzt der magnetische Kraftfluß das Lamellenpaket in axialer Richtung und schließt sich über den Magnetkörper, das Lamellenpaket, eine axial verschiebbare Scheibe und eine koaxial dazu angeordnete, auf einer Welle aufgekeilte Muffe. Durch die Speisung der Erregerwicklung über Schleifkontakte, die sich abnutzen und nach einer gewissen Betriebsdauer ersetzt werden müssen, besteht bei dieser bekannten Anordnung die Gefahr von Funkenbildung, was besonders in der Umgebung von leicht brennbaren Stoffen nachteilig ist.

Eine gleichfalls über Schleifkontakte gespeiste, elektromagnetisch lüftbare Federdruck - Lamellenkupplung "und Bremse beschreibt die deutsche Patentschrift 1 185 869, bei der zwischen Lamellenpaket und Erregerwicklung eine Ankerscheibe angeordnet ist, die durch Federkraft die Lamellen aneinanderpreßt. Zum Lösen' der Kupplung wird die Ankerscheibe durch den sie durchsetzenden magnetischen Kraftfluß vom Lamellenpaket weg in Richtung auf die Erregerwicklung verschoben. Abgesehen von den nachteiligen Auswirkungen der Speisung über Schleifkontakte ist bei dieser Ausführungsform der automatische Kupplungseingriff bei unbeabsichtigter Unterbrechung des Erregerstromes unerwünscht, wenn sie als Kupplung verwendet werden soll. Außerdem ist durch die wegen Abnutzung der Reibscheiben auftretende Änderung der Anpreßkraft eine Nachstelleinrichtung erforderlich.

Aus dem deutschen Gebrauchsmuster 1 802 004 ist schließlich eine schleifringlose, elektromagnetisch betätigte Lamellenkupplung bekannt. Bei dieser Ausführungsform ist zwischen dem auf einem Wälzlager gelagerten, ortsfesten Magnetkörper und dem Lamellenpakct eine Leitscheibe und auf der gegenüberliegenden Seite des Lamellenpaketes eine axial verschiebbare Ankerscheibe angeordnet. Bei Erregung wird diese Ankerscheibe in Richtung auf die Erregerwicklung verschoben, wobei der magnetische Kraftfluß, um sich zu schließen, zweimal das Lamellenpaket durchsetzen muß, was dazu führt, daß diese Leitscheibe aus drei koaxialen Stücken zusammengesetzt werden muß, nämlich aus einem nicht magnetischen Zwischenring und je einem inneren und äußeren ferromagnetischen Ring. Der innere Ring ist hierbei in axialer Richtung durch einen Fortsatz verlängert, der zwischen Erregerwicklung und dem Innenschenkel des Magnetkörpers mit radialem und axialem Spiel eingreift. Bei dieser Anordnung ist der Aufbau dieser Leitscheibe relativ kompliziert sowie das radiale und axiale Spiel zwischen Leitscheibe und Magnetkörper schwierig herzustellen und im Betrieb aufrechtzuerhalten, insbesondere im Hinblick auf die verschiedenen Ausdehnungskocffi/.irntcn der einzelnen Teile. Durch die Anordnung der Leitscheibe mit radial verlaufendem Luftspalt gegenüber dem Magnetkörper wird diese bei Erregung in den Magnetkörper hineingezogen, weshalb ein Drucklager vorgesehen werden muß, um diese Axialkraft aufzunehmen.

Der Erfindung liegt im wesentlichen die Aufgabe zugrunde, eine schleifringlose Lamellenkupplung, die auch als Bremse verwendet werden kann, bei einfachem Aufbau der Einzelteile so auszubilden, daß

ίο die durch den magnetischen Kraftfluß in axialer Richtung auftretende Kraft ohne die Verwendung eines Drucklagers aufgenommen werden kann und die zwischen den einzelnen Teilen erforderlichen Luftspalten leicht hergestellt und im Betrieb aufrechterhalten werden können.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung bei einer Lamellenkupplung der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß die an der treibenden Büchse befestigte Gegendruckscheibe auf der dem Magnetkörper abgewandten Seite des Lamellenpaketes und die auf dem an der Büchse befestigten Zwischenring „ aus nicht magnetischem Material axial verschieblich < geführte Ankerscheibe mit kleinem radialem Spiel auf der dem Magnetkörper zugewandten Seite des Lamellenpaketes angeordnet ist.

. Diese Anordnung ist insofern vorteilhaft, als der Gesamtaufbau der Kupplung einfach ist und im magnetischen Kraftfluß nur achsparallele Luftspalte zwischen Teilen gleicher Beschaffenheit vorhanden sind, die leicht herzustellen und trotz der Ausdehnung bei Erwärmung im Betrieb innerhalb der engen zulässigen Grenzen gehalten werden können und vor allem keine axialen Kräfte zwischen dem Magnetkörper und der treibenden Büchse auftreten lassen, so daß kein Drucklager verwendet zu werden braucht. Eine beispielsweise Ausführungsform wird nachfolgend an Hand der Zeichnung näher erläutert, die eine erfindungsgemäß ausgebildete, schleifringlose elektromagnetisch betätigte Lamellenkupplung im Schnitt darstellt.

Die auch als Bremse verwendbare Kupplung weist einen ortsfesten, ringförmig ausgebildeten Magnetkörper 1 mit einer Erregerwicklung 2 auf, der mit ( einem Stromzuführungskabel 3 versehen ist. Dieser ortsfeste Magnetkörper ist mittels eines Kugellagers 4 auf einer treibenden Büchse 5 aus magnetischem Werkstoff gelagert und gegen eine Verschiebung in axialer Richtung bezüglich dieser Büchse festgelegt. Zwischen dieser mit einer Bohrung 6 zur Aufnahme· einer nicht dargestellten Welle versehenen Büchse 5 und einer ringförmigen Verlängerung 1 b des Magnetkörpers 1 ist ein enger achsparalleler Luftspalt bzw. ein geringes radiales Spiel 7 vorhanden. Auf der Umfangsfläche der Büchse ist ein · mit Keilnuten od. dgl. versehener Zwischenring 8 aus nicht magnetischem Material und an der Stirnfläche eine mit einer Anschlagfläche 10 versehene Gegendruckscheibe 9 aus magnetischem Material befestigt. Auf dem Zwischenring 8 sind Lamellen 11 aus nicht magnetischem Material und eine Ankerscheibe 12 aus magnetischem Material so angeordnet, daß sie in axialer Richtung verschiebbar sind, jedoch relativ zum Zwischenring 8 keine Drehbewegung ausführen können: Die Ankerscheibc 12 ist hierbei zwischen

(>5 dem Lamellenpaket und einem am Ende des Zwischenringes 8 auf der Seite des Magnetkörpers 1 angeoidnelen Anschlagring 8« verschiebbar. Sie ist ferner innerhalb einer ringförmigen Verlängerung 1 a

des Magnetkörpers 1 so angeordnet, daß nur ein ge_r ringes radiales Spiel 13 vorhanden ist. Die innenliegende Verlängerung 1 b des Magnetkörpers 1 ist in einem solchen Abstand von der Ankerscheibe 12 angeordnet, daß die magnetische Streuung zwischen diesen beiden Teilen gering ist und praktisch der gesamte die Verlängerung 1 b durchsetzende magnetische Kraftfluß über den radialen Luftspalt? verläuft.

Neben der treibenden Büchse 5, der Gegendruckscheibe 9 und dem Zwischenring 8 mit den Lamellen 11 und der Ankerscheibe 12 bildet eine Glocke 14 den zweiten umlaufenden Teil der Kupplung. Diese Glocke 14 weist in axialer Richtung vorstehende Klauen 15 auf, zwischen denen am äußeren Umfang von Lamellen 16 aus magnetischem Werkstoff angeordnete Vorsprünge gleiten können. Die einzelnen Lamellen 16 liegen zwischen den Lamellen 11, zwischen denen auch Federscheiben 17 so angeordnet sind, daß sie diese auseinanderdrücken, wenn die Er- so regerwicklung 2 nicht erregt ist.

In axialer Richtung weist diese Kupplung also nacheinander folgende Hauptteile auf: Den Magnetkörper 1, den jenseits der Verlängerung 1 α des Magnetkörpers liegenden Abschnitt der verschiebbaren Ankerscheibe 12, das Lamellenpakct 11,16, die Gegendruckscheibe 9 mit der Anschlagfläche 10. und die Glocke 14, deren Klauen 15 bis an die Stelle der Ankerscheibe 12 reichen. Zwischen einer Welle, auf der die Büchse 5 aufgezogen ist, und einer an der Glocke 14 befestigten Welle kann somit diese Vorrichtung als Kupplung wie auch als Bremse verwendet werden.

Wird die Erregerwicklung 2 mit Gleichstrom erregt, so verläuft der magnetische Kraftflüß entlang dem in der Zeichnung mit Pfeilen angedeuteten unterbrochenen Linienzug, wobei der Magnetkreis so verfonnt wird, daß seine eigene Reluktanz abnimmt. Diese Verformung besteht darin, daß die Ankerscheibe 12 von der Erregerwicklung 2 weg in axialer Richtung verschoben wird (während sie bei den bekannten Ausführungsformen angezogen wird) und das Lamellenpaket 11,16 gegen die Anschlagfläche 10 an.der Gegendruckscheibe9 gedrückt wird, so daß durch den Reibungseingriff ein Moment zwischen den beiden Wellen übertragen wird.

Vorteilhaft gegenüber bekannten Kupplungen dieser Art ist bei dieser Ausführungsform insbesondere, daß die Luftspalte 7 und 13 radial liegen bzw. achsparallel verlaufen, wodurch der sie durchsetzende magnetische Kraftfluß keine axialen Kräfte auf die Kugellager 4 ausüben kann. Ferner durchsetzt der magnetische Kraftfluß nur einmal das Lamellenpaket 11,16, wodurch die einzelnen Lamellen einfach gestaltet und daher sehr kräftig ausgebildet sein können. Die verschiebbare Ankerscheibe 12 kann ein geringes Gewicht und damit eine geringe mechanische Trägheit haben, so daß sehr kurze Ansprechzeiten erreitht werden können.' Weiterhin ermöglicht die Gestaltung und Anordnung der einzelnen Teile eine einfache Herstellung und eine platzsparende Bauweise, und schließlich ist es nicht erforderlich, eine Nachstelleinrichtung zum Ausgleich der Abnutzung der Lamellen vorzusehen.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Schleifringlose elektromagnetisch betätigte Lamellenkupplung mit einem mittels eines Wälzlagers auf einer treibenden Büchse gelagerten ortsfesten ringförmigen Magnetkörper und mit vom magnetischen Kraftfluß axial durchflutetem Lamellenpaket, das bei erregtem Magnetkörper durch die Ankerscheibe an eine Gegendruckscheibe gepreßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die an der treibenden Büchse (5) befestigte Gegendruckscheibe (9) auf der dem Magnetkörper (1) abgewandten Seite des Lamellenpaketes (11,16) und die auf dem an der Büchse (5) befestigten Zwischenring (8) aus nicht magnetischem Material axial verschieblich geführte Ankerscheibe (12) mit kleinem radialem Spiel (13) auf der dem Magnetkörper zugewandten Seite des Lamellenpaketes angeordnet ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen