DE1613009A1

DE1613009A1 - Elektromagnetische Kupplung und Bremse

Info

Publication number: DE1613009A1
Application number: DE19671613009
Authority: DE
Inventors: Miller Donald L; Birdsall Fred R
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1966-05-09
Filing date: 1967-05-06
Publication date: 1970-12-23
Also published as: GB1174633A; US3381784A

Description

DIPL-ING. HANS BEGRICH - DIPL-ING. ALFONS WASMEIER

REGENSBURG 3 · LESSINGSTRASSE 10

Patentanwälte Begrich · Wasmeier, 8400 Regensburg 3, Postfach 11

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B/p 5042

^Tag5. Mai 1967 W/He

THE BEKDIX CORPORATION, Fisher Building, Detroit, Michigan, U.S.A.

Elektromagnetische Kupplung und Bremse.

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektromagnetische Kupplung und Bremse zur Kupplung eines Leistungszuführbauteiles mit einem leistungsabgabebauteil, wobei dieses Leistungsabgabebauteil gleitend, aber nicht drehbar mit einer Leistungswelle verbunden und an entgegengesetzten Enden mit einer ersten und einer zweiten Kupplungsvorrichtung versehen ist, die abwechselnd mit dem Zuführbauteil oder einem nicht drehbaren Bremsbauteil in Eingriff gebracht werden kann.

Eine Kombination aus Kupplung und Bremse, wie sie nachstehend beschrieben wird, ist mannigfaltig verwendbar; ein besonderes Anwendungsgebiet besteht jedoch in der Verwendung bei modernen Bürokopiermaschinen, bei denen eine einzige Arbeitswelle verwendet wird, um eine Abdruckpapier enthaltende Rolle anzutreiben

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Bei
und abzubremsen/einem derartigen Anwendungsfall einer Kupplung der beschriebenen Art ist es besonders erwünscht, daß die Kombination aus Kupplung und Bremse vollständig in sich abgeschlossen ist. ferner ist es erwünscht, daß die Kombination aus Kupplung und Bremse in einfacher Weise ein- und ausbaubar ist, damit !temperatur und Austausch ohne Schwierigkeit vorgenommen werden können, lerner ist.es erwünscht, daß die Kombination aus Kupplung und Bremse kompakt, leistungsfähig und möglichst weitgehend, geräuschfrei ist.

Ziel der Erfindung ist es, einen in sich geschlossenen Kupplungsund Bremsmechanismus zu schaffen, der auf einfache Weise auf der anzutreibenden und abzubremsenden Welle befestigbar ist. ferner soll der Kupplungs-Bremsmechanismus auf einem einzigen Tragbauteil angeordnet sein.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, einen Kupplungsund Bremsmechanismus zu schaffen, bei welchem eine Feder, die die Leistungszuführ- und Leistungsabgabeteile außer JJingriff hält, vollständig innerhalb der Kupplungs- Bremsanordnung aufgenommen wird und keine Kräfte auf die anzutreibende und abzubremsen de Welle ausübt.

Ziel der Erfindung isrt auch eine elektromagnetische Kupplungs- und Bremsanordnung, bei der das federvorgespannte Bauteil zwischen Bauteilen enthalten ist, die sich drehend miteinander verbunden sind.

Auch ist es Ziel der Erfindung, einen Kupplungs- und Bremsmechanis mus zu^chaffen, bei welchem die angetriebene Welle nach dem lösen der Kupplung um eine bestimmte Strecke weiter wandert.

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Ziel der Erfindung ist auch ein elektromagnetischer Kupplungsund Bremsmechanismus, 3er insofe?ne fehl er sicher arbeitet, als 'jeder, im Mechanismus auftretende Fehler bewirkt, daß die Bremsen eingelegt werden.

Eine andere Aufgabe der Erfindungwird in einem elektromagnetischer Kupplungs- und Bremsmechanismus gesehen, bei welchem das Bremsbauteil eine Drehung sowohl des Leistungsabgabebauteiles als auch des Gehäuses für den Kupplungs- Bremsmechanismus verhindert.

Schließlich ist es Aufgabe der Erfindung, ein einziges Tragbauteil für die Welle vorzusehen, das sowohl rotierende als auch niehtrotierende Teile tragt.

Gemäß der Erfindung ist ein Tragbauteil vorgesehen, das auf die. Arbeits- bzw. Leistungswelle aufgebracht wird und mit einer * äußeren Lagerfläche versehen ist, die das Zuführbau-teil und das Bremsbauteil trägt,' wobei das Tragbauteil eine kraftschlüssige Verbindung zum Eingriff mit dem Abgabebauteil aufweist. Das Tragbauteil wird nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorzugsweise als Hülse aus synthetischem Material ausgebildet..

Bei einer speziellen Ausfuhrungsform der Erfindung ist das Tragbauteil mit einer Schlitzanordnung versehen,- die,mit einem Stift zusammenwirkt, welcher auf der Arbeitswelle aufgesetzt ist. Des weiteren kann das Bremsbauteil einen Schlitz aufweisen, in welchem ein starres Bremsstiftbauieil aufgenommen wird, damit eine Drehung eines Magnetkörpers verhindert wird, der mit dem Schlitz über ein. Bügelteil verbunden ist.

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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist das Tragbauteil einen in radialer Richtung verlaufenden Verstärkungsring auf, d.er den Magnetkörper in einer starren axialen Stellung festhält.

nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispieles beschrieben.

Pig. 1 zeigt eine Seitenansicht, teilweise herausgebrochen und .teilweise im Schnitt,einer elektromagnetischen Kupplung und Bremse gemäß der Erfindung,

Fig. 2 zeigt in auseinandergezogener Darstellung die Verbindung zwischen cfer Kombination aus Kupplung und Bremse und der anzutreibenden Welle, und

Fig. 3 in auseinandergezogender Darstellung im einzelnen die Zwischenverbindung zwischen dem Bremsabschnitt gemäß der Erfindung und dem Gehäuse der elektromagnetischen Kupplung und Bremse und einem starren Bauteil relativ zur -anzutreibenden Welle.

In Fig. 1 weist eine Kombination'aus elektromagnetischer Kupplung und Bremse, die insgesamt mit 10 bezeichnet ist, ein Gehäuse 1.° auf, welches einen Magnetkörper 14 und eine Magnetplatte J f> einnimmt. Letztere besitzt eine Drehmomente übertragende Oberfläche 18, die auf derPlatte ausgebildet ist und die in Form eines Kettenrades dargestellt ist. Der Magnetkörper 14 kann starr mit dem Gehäuse 12 verbunden sein. Zwischen der Magnetplatte 16 und dem Magnetlcörper 14 ist eine Spule 17 untergebracht, die über Leitungen 15 erregt wird, so daß ein elektromagnetisches Feld ausgebildet wird. Der Magnetkörper 14 ist in radialer Ric

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in der Magnetplatte 16 von einer Hülse 60 aus Kunststoff aufgenommen, die ein über die gesamte Fläche verteiltes flußleitendes Material aufweist oder aber flußleibende Eigenschaften besitzt. Beilagen 62 und 64, dieden-Magnetkörper in axialer Richtung aufnehmen, können aus dem gleichen Kunststoffmaterial wie die Hülse 60 hergestellt sein. Die Hülse 60 und die Bellagen 62 und 64 haben vorzugsweise gute Lagereigenschaften. Die Beilage 64 reicht bis zur Welle 28 und wird von einem Sperring 52 festgehalten. Ein Anker bauteil' 20, .das eine Drehmomente übertragende Fläche 22 aufweist, die wit der Drehmomente übertragenden Fläche 24 der Magnetplatte 16 in Eingriff kommt, ist koaxial z'ur Magnetplatte 16 befestigtr Eine zweite, Drehmomente übertragende Oberfläche 39 ist auf dem anderen Querende der Ankerplatte ausgebildet und wirkt mit der Oberfläche 41 des Bremsbauteiles 42 zusammen, das ein ringförmiges, becherartiges Bauteil ist.

Eine einzige Tiggwelle 26 nimmt die Kombination aus elektromagnetischer Kupplung und Bremse auf. Die Tragwelle 26 kann über die angetriebene Welle 28 gespaßt werden, die beispielsweise mit einer. Papierrolle einer Kopiermaschine verbunden sein kann. "Die Tragwelle 26 weist eine ers.te Fläche 27 auf, die eine Lagerfläche ist, und die ermöglicht, daß die Magnetplatte 16 umlaufend gehalten wird. Eine Schulter 35 ist ferner als Teil des Tragbauteiles 26 ausgebildet. Eine kerbverzahnte oder gezähnte Fläche; 30 ist auf der Oberfläche des Tragbauteiles ausgebildet und arbeitet mit einer entsprechenden Verzahnung 32 im Ankerteil 2p snjsammsn. Ein Querende der Tragwelle 26 besitzt eine Vielzahl von Schlitzen 36_r die mit einem Antriebs- oder Holist ift 3β in Eingriff kommen, welcher in einem Teil der angetriebenen Welle 20 befestigt ist·, Eine entsprechend -ausgebildet.© Oberfläche oder Aussparung 34· iat al a Teil üer Tragt/eile 36 zwischen dem gösähnten feil 30 lind der Lippe "OvUjr üchulter 35 vorgesehen, um üaa iiaohgiebigö-Bauteil,

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das als Spiralfeder 37 dargestellt ist, aufzunehmen. Ein nichtleitendes Flußmaterial 19 oder ein Spalb ist in der Magnetplatte 16 vorgesehen, damit das magnetische Feld die Magnetplatte 16 und die Ankerplatte 20 so verkettet, daß der magnetische Flußpfad etwa die mit 21 gestrichelt angedeutete Farm erhält. Das Bremsgehäusebauteil 42 weist einen Schlitz 44 zur Aufnahme eines Verbindungsbauteiles oder Armes 46 aus dem Gehäuse und eine Welle oder einen Stiftteil 48 aus der Maschine auf, mit der die Kombination aus Kupplung und Bremse befestigt ist, damit die Drehung des Gehäuses 12 und des Bremsbauteiles 42 vahindert wird. Das Gehäuse 12 und der Armteil 46 sind in der Zeichnung nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung als einstückiges Bauteil ausgebildet. Dieses Bauteil ist in der zeichnerischen Darstellung verhältnismäßig schmal und in bezug auf die Drehmomente übertragende Oberfläche 18 so orientiert, daß die Drehmomenteingabe oder -abgabe z.B. über einen Ketten- oder Bandantrieb erleichtert wird. Das Bremsbauteil 42 weist auch eine Oberfläche auf, die mit der Ankerbremsfläche 39 zusammenwirkt.

Die eingangs erwähnten Ziele und Aufgaben vorliegender Erfindung lassen sich mit der beschriebenen Anordnung einwandfrei erreichen. Vorliegende Erfindung zeigt eine Kombination aus Kupplung und Bremse, die elektromagnetisch betätigt wird und die in einer Bremsrichtung so durch Federkraft vorgespannt viird, daß dann, wenn die Energie abgeschaltet wird, die Bremse wirksam wird, und, falls die Anordnung zum Antrieb der Rolle einer Kopiermaschine verwendet wird, diese Rolle sich nicht mehr dreht. Damit wird eine fehlernIchere Einrichtung erhalten. Es ist wichtig , daß die Welle 28 eins bestimmte Strecke zurücklegt, nach-lem die Energie >3Ur Spule 17 abgeschaltet iafc. Das Bremsbauteil 42 wird durch Einwirkung des Stiftes 48, der mit »inβ πι starren Bauteil

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befestigt ist, in der Weise wirksam, daß nicht nur die Welle abgebremst wird, sondern daß auch eine Drehung des Gehäuses 12 verhindert ivird. ,

Ferner ist festzuhalten, daß der gesamte Mechanismus auf einem einzigen Wellenbauteil 26 befestigt ist, der so ausgebildet ist, daß er eine Antriebsverbindung 36 über den Stift 38 mit /3er anzutreibenden und abzubremsenden W He 28 besitzt, und ferner ein Getriebeteil 30 aufweist, das auf der Welle vorgesehen ist,' damit der Antrieb der Welle.28 ermöglicht wirdj des weiteren ist ein Abschnitt 34 vorgesehen,-in welchem die Vorspannfeder^; 36 aufgenonmen wird. Das Wellenbauteil-26 kann aus Kunststoffmaterial hergestellt sein, das sehr geringe Feuchtigkeitsabsorptionseigenscbaften und einen niedrigen Reibungskoeffizienten aufweist. Es sind zwei Sperringe 54 und 52 gezeigt, es ist jedoch nur ein Sperring 52 erforderlich, um die Einrichtung mit der anzutreibenden und abzubremsenden Welle. 28 zu befestigen. Der Sperring 54 stellt eine Befestigung mit der Anordnung am einen Ende des Tragwellenbauteiles 26 her, während der Sperring 52 das einzige Baiiteil ist, das erforderlich ist, um die Einheit aus Kupplung und Bremse auf der Welle 28 festzuhalten.. Der Sperring 52 kann selbstsperr.end ausgebildet sein, so daß das gesamte Wellenspiel aufgenommen wird und keine Mut in die. Welle 28 eingearbeitet werden muß. " ." ■ ".

Die Becherform der .Magnetpla-tte 16. ermöglicht die*" verhältnismäßig einfache Konstruktion des. übrigen Teiles der. Einheit aus Kupplung und Bremse. Die Magnetplatte, nimmt den Kettenradteil 18 zum Antrieb der Welle 28 über den Anker 20 auf und stellt ferner einen Teil des Gehäuses für die Spule 17 dar. Ferner liegt der Magnetkörper 16 auf der Lagerfläche 27 des Tragwellenbauteiles. 26 auf. Die Einheit aus Kupplung und Bremse kann vom Hersteller um die

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Welle 26 zusammengebaut werden. Es ist nur notwendig, drei Teile in nichtzusammengebautem Zustand zu belassen, nämlich die Sperrringe 52, die Beilage 64 und den Walzenstift 38. Die Einheit aus Kupplung und Bremse kann als zusammengebaute Einheit für eine Verbindung mit einer anzutreibenden und abzubremsenden Welle 28 vertrieben werden. Der Hersteller der Einheit aus Kupplung und Bremse hat aufgrund dieser neuartigen Konstruktion die Möglichkeit, Toleranzen, Abstände , Qualitätssteuerung und Herstellvorgänge in besonders günstiger Weise zu beeinflussen und zu steuern. Der Zusammenbau der Welle 28 ist äußerst einfach, wie aus der vorstehenden Beschreibung in Verbindung mit den Figuren ersehen werden kann. Es ist ferner einfach, den Antriebestift 38 ' durch die Welle 28 vorzusehen, die zusammengebaute Einheit 10 aus Kupplung und Bremse auf der Welle 28 zu verschieben, die Antriebsverbindung 36 mit dem Stift 38 in Eingriff zu bringen und dann, den Sperring 52 auf der Welle 28 zu befestigen. Die Welle 28 kann grob bearbeitet oder auf andere Weise vorläufig bearbeitet sein, da keine Relativbewegung zwischen den Wellen 26 und 28 erfolgt, wodurch die Kosten für die Verbindung einer Einheit aus Kupplung und Bremse mit der Welle, die letztlich gesteuert werden soll, gesenkt werden.

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Claims

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Patentansprüche: . ' .." .

1. Elektromagnetische Kupplung und Bremse zur Kupplung eines Leistungszuführbauteiles mit einem Leistungsabgabebauteil, wobei dieses Leistungsabgabebauteil gleitend, aber nicht drehbar mit einer Leistungswelle verbunden und an entgegengesetzten Enden mit einer ersten und einer zweiten Kupplungsvorrichtung versehen ist, die abwechselnd mit dem Zuführbauteil oder einem nicht drehbaren Bremsbauteil in Eingriff gebracht werden kann, gekennzeichnet durch ein Tragbauteil (26), das auf die Leistungswelle (28) aufgebracht wird und mit einer äußeren Lagerfläche (27) versehen ist, die das Zuführbauteil (16) und das Bremsbauteil (42) trägt, wobei das Tragbauteil eine kraftschlüssige Verbindung (30) zum Eingriff mit dem Abgabebauteil (20) aufweist.

2. Elektromagnetische Kupplung und Bremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragbauteil (26) als Hülse aus synthetischem Material ausgebildet ist.

3. Elektromagnetische Kupplung und Bremse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragbauteil (26) mit einer Schlitzanordnung (36) versehen ist, die mit einem Schlitz (38) zusammenwirkt, welcher auf der Leistungswelle (28) aufgesetzt ist.

4. Elektromagnetische Kupplung und Bremse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Bremsbauteil (42) einen Schlitz (44) aufweist, in welchem ein starres Bremsstiftbauteil (48) aufgenommen wird, damit eine drehung eines Magnetkörpers (14) verhindert wird, der mit dem Schlitz (44) über ein Bügel teil (46) verbunden ist.

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5. Elektromagnetische Kupplung und Bremse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragbauteil (26) einen in radialer Richtung verlaufenden Verstärkungsring (35) aufweist, der den Magnetkörper (14) in einer starren axialen Stellung festhält.

6. Elektromagnetische Kupplung und Bremse nach Anspruch 5» gekennzeichnet durch eine Hülse (60) aus synthetischem Material, die den Magne.tkörper (14) in dem Zuführbauteil (16) in radialer Richtung trägt.

7. Elektromagnetische Kupplung und Bremse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetkörper in axialer Richtung von einei Vielzahl von Zwischenlagscheiben (62, 64, 52) getragen wird.

8. Elektromagnetische Kupplung und Bremse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Abgabebauteil (20) einen in axialer Richtung verlaufenden Teil aufweist, der von dem Tragbauteil· (26) in der Weise versetzt ist, daß eine Aussparung (34) gebildet wird, in welche eine Federanordnung (37) eingesetzt ist, welche dem Magnetkörper (14) entgegenwirkt.

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