DE1620750U

DE1620750U - ELECTROMAGNETIC DISC CLUTCH.

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Publication number: DE1620750U
Application number: DEB2671U
Authority: DE
Original assignee: WILHELM BINDER MASCHINEN U ELE
Current assignee: WILHELM BINDER MASCHINEN U ELE
Priority date: 1950-06-26
Filing date: 1950-06-26
Publication date: 1951-03-08

Description

Beschreibung zu der Gebrauchsmusteranmeldung der Fa. Wilhelm Binder, Maschinen-uElektro-Apparate-Fabrik, Vilingen/Schwarzwald betreffend Elektromagnetische Lamellenkupplung. Es sind zahlreiche elektromagnetische Lamellenkapp- lungen bekannt, bei denen durch einen Elektromagneten ein Anker angezogen wird, der auf ein Lamellenpaket eine Druckwirkung ausübt und so den Kupplungsvorgang bewirkt.Description of the utility model registration of the company Wilhelm Binder, Maschinen-uElektro-Apparate-Fabrik, Vilingen / Black Forest regarding electromagnetic multi-plate clutch. There are numerous electromagnetic lamellar caps Lungs known in which an armature is attracted by an electromagnet, which exerts a pressure effect on a disk pack and thus causes the coupling process.

Bei diesen bekannten Konstruktionen ist das Lamellenpaket zum mindesten teilweise in den magnetischen Kraftlinienkreis eingeschaltet. Da das Material für die Lamellen nicht nach magnetischen sondern mechanischen Gesichtspunkten ausge- wählt wird, können nicht die günstigsten magnetischen Verhält- nisse geschaffen werden. Im allgemeinen verschlechtert das Lamellenpaket die Wirkung des Elektromagneten in dem Sinne t daß der magnetische Widerstand des Magnetkreises erhöht wird, so daß zur Erzeugung des notwendigen Anpressdruckes ein Verhältnismassig grosser Stromverbrauch entsteht Weiter sind durch die Einschaltung der Lamellen in den magnetischen Kreis die magnetischen Verhältnisse nicht konstant sondern stark veränderlich in Abhängigkeit von dem Abstand der einzelnen Lamellen voneinander. Abgesehen von dem hohen Stromverbrauch und den damit verbundenen unerwünschten Erscheinungen, wie hohe Erwärmung, ergeben solche Kupplungen meist kein weiches Kuppeln sondern erzeugen tosse.In these known constructions, the disk pack is at least partially switched into the magnetic circle of lines of force. Since the material for the lamellas is not designed according to magnetic but mechanical aspects. is chosen, the most favorable magnetic conditions cannot nits are created. In general, the disk pack worsens the effect of the electromagnet in the sense that the magnetic resistance of the magnetic circuit is increased, so that a relatively high power consumption arises to generate the necessary contact pressure but strongly variable depending on the distance between the individual lamellas. Apart from the high power consumption and the associated undesirable phenomena, such as high heating, such couplings usually do not result in a soft coupling, but rather generate thunder.

Es sind auch elektromagnetische Lamellenkupplungen bekanne. mit einem die ringförmige Erregerspule aufnehmenden topfförmigen Magnetkörper und einem in axialer Richtung verschiebbaren, die Lamellen mechanisch beeinflussenden Anker, bei denen Magnet- körper und Anker einen streuungsarmen, geschlossenen, nur an zwei entgegengesetzten Enden des Lamellenpaketes durch zwei enge Luft- spalte unterbrochenen Kraftlinienweg ergeben. In dem kraftlinienarmen Innern des Magnetkorpers ist so ein ringförmiger Hohlraum zur Aufnahme des Lamellenpaketes gebildet. Das Lamellenpaket ist auf mindestens einem Ende durch Druckscheiben abgeschlossen, auf die besondere durch den Anker betätigte Druckmittel, beispielsweise Bolzen, den Anpressdruck übertragen. Ein Nachteil dieser Kupplungen liegt darin, daß eine genaue Einstellung der Kupplung, d. h. der geringsten Dicke der Luftspalten gleichmässig über den gesamten Umfang verteilt, schwierig ist.Electromagnetic multi-plate clutches are also known. with a cup-shaped magnet body that accommodates the ring-shaped excitation coil and an armature that is displaceable in the axial direction and mechanically influencing the lamellae, in which magnet body and anchor a low-dispersion, closed one, only on two opposite ends of the lamella pack through two narrow air ducts column result in interrupted force path. In the interior of the magnet body, which has few lines of force, an annular cavity for receiving the disk pack is formed. At least one end of the lamella pack is closed by pressure disks to which special pressure means actuated by the armature, for example bolts, transmit the contact pressure. A disadvantage of these couplings is that precise adjustment of the coupling, ie the smallest thickness of the air gaps evenly distributed over the entire circumference, is difficult.

Die vorliegende Neuerung beseitigt die vorstehend erwähnten Mängel und gestattet es, eine Kupplung zu bauen, die bei verhältnismässig kleinen äusseren Abmessungen, geringem Stromverbrauch, infolge der guten Einstellmöglichkeit, ein weiches Kuppeln gestattet. The present innovation eliminates the above-mentioned deficiencies and makes it possible to build a clutch with relatively small outer Dimensions, low power consumption, due to the good adjustment options soft coupling permitted.

Gemäss der Neuerung sind daher bei derartigen Kupplungen die Bolzen in der Ankerscheibe verschiebbar angeordnet, wobei beispielsweise ein auf einem Gewinde sitzender Gewindering die Lage der Bolzen und damit ihren Druck auf den Abstützring und auf das Lamellenpaket regelt und so die Einstellung der ringförmigen Luftspalte zwischen Anker und Magnetkörper ermöglicht. According to the innovation, the bolts are therefore in such couplings arranged displaceably in the armature disk, for example one on a Thread seated ring nut the position of the bolts and thus their pressure on the Support ring and on the disk pack regulates and so the setting of the annular Air gap between armature and magnet body allows.

Aus den beigefügten Figuren 1 und 2 ist die Konstruktion der Kupplung zu ersehen. Fig. l zeigt eine Kupplung in Seitenansicht und Teil- schnitt.The construction of the coupling can be seen from the attached FIGS. 1 and 2. Fig. L shows a coupling in side view and part cut.

Fig. 2 stellt eine Kupplung perspektivisch auseinandergezogen dar* Aus den Fig. l und 2 erkennt man, daß die Kupplung im wesentlichen aus zwei Hauptteilen besteht, und zwar dem den Elektromagneten bildenden Gehäuse, das aus einem inneren Gehäuseteil 13 und einem äusseren Gehäuseteil 8 zusammengesetzt ist und den Eisenkõrper eines Topfmagneten bildet. Der innere Gehäuseteft 13 sitzt beispielsweise auf dem einen Wellenende. Der andere Hauptteil der Kupplung besteht aus der Ankergleitmuffe 1, auf der der Anker 3 axial verschiebbar ist. Im Innern des Magnetehäuses ist eine ringförmige Erregerspule 9 angeordnet, deren eine Zuleitung 12 mit Masse verbunden sein kann und deren andere Zuleitung zu einem Schleifring 11 führt, der auf einem Isolationsring 10 sitzt. Das Gehäuse 8, 13 und der Anker 3 sind so ausgebildet, daß sie im zusammengesetzten Zustand einen geschlossenen Kraftlinienweg bilden, der nur durch die beiden Luftspalte 14 und 15 unterbrochen ist. Diese ringförmigen Luftspalte brauchen nur wenige lotel Millimeter zu betragen, stellen also einen verhältnismässig kleinen magnetischen Widerstand dar. Anker 3 und Gehäuse 8, 13 bilden ferner einen ringförmigen Innenraum, der etwa die gleichen axialen Abmessungen hat wie die Erregerspule. Dieser Innenraum dient zur Aufnahme des aus Innen-und Aussenlamellen gebildeten Lamellenpaketes 6. Das Lamellenpaket wird an beiden Enden abgeschlossen durch eine Abstützscheibe 7 in Form einer Aussenlamelle und einer Abstützscheibe 5 in Form einer Innenlamelle. Die Aussenlamellen greifen mit ihren äusseren Vorsprüngen in Aussparungen 8a im äusseren Gehäuseteil 8 ein und sind so gegen Verdrehen geschützt. Die Innenlamellen greifen mit ihren nach innen zeigenden Vorsprüngen in Längsrillen 3b des Ankers 3. Durch diese Ausbildung der Lamellen und ihre Lagerung ist das Lamellenpaket in axialer Richtung um kleine Beträge verschiebbar, was sich besonders günstig für die Feineinstellung der Luftspalte und damit auf die Weichheit des Krupplungsvorganges auswirkt. Fig. 2 shows a coupling exploded in perspective * From FIGS. 1 and 2 it can be seen that the coupling consists essentially of two main parts consists, namely the housing forming the electromagnet, which consists of an inner Housing part 13 and an outer housing part 8 is assembled and the iron body a pot magnet forms. The inner housing part 13 sits, for example, on the a shaft end. The other main part of the coupling consists of the armature sliding sleeve 1, on which the armature 3 is axially displaceable. Inside the magnet housing is a annular excitation coil 9 arranged, whose a supply line 12 with Ground can be connected and the other supply line leads to a slip ring 11, which sits on an isolation ring 10. The housing 8, 13 and the armature 3 are like this designed that they have a closed path of force lines in the assembled state form, which is only interrupted by the two air gaps 14 and 15. This annular Air gaps only need to be a few millimeters, so they represent one relatively small magnetic resistance. Armature 3 and housing 8, 13 also form an annular interior space that has approximately the same axial dimensions has like the excitation coil. This interior space is used to accommodate the interior and exterior Outer disks formed disk pack 6. The disk pack is at both ends completed by a support disc 7 in the form of an outer lamella and one Support disk 5 in the form of an inner lamella. The outer slats grip with theirs outer projections in recesses 8a in the outer housing part 8 and are so protected against twisting. The inner lamellas grip with their inwardly pointing Projections in longitudinal grooves 3b of the armature 3. This design of the lamellae and their bearing, the disk pack can be shifted in the axial direction by small amounts, which is particularly favorable for the fine adjustment of the air gap and thus on the softness of the clutching process.

Der Druck des axial verschiebbaren Ankers 3 auf das Lamellenpaket, bezw. die. Abstützscheibe 5, wird über drei oder mehr in die Ankerscheibe eingelassene Bolzen 4a übertragen. Durch einen Gewindering 2, der auf dem Gewinde 3a des Ankers 3 verstellbar ist, können die Bolzen mehr oder weniger weit in Richtung auf das Lamellenpaket hinausgedruckt werden. Durch Verdrehen der Gewindescheibe 2 kann, wie weiter unten noch ausgeführt wird, die Grosse der Luftspalten 14 und 15 genau eingestellt werden. The pressure of the axially displaceable armature 3 on the disk pack, respectively the. Support disk 5 is let into the armature disk over three or more Transfer bolt 4a. By a threaded ring 2, which is on the thread 3a of the anchor 3 is adjustable, the bolts can move more or less far in the direction of the Lamella pack are printed out. By turning the threaded washer 2, as will be explained further below, the size of the air gaps 14 and 15 exactly can be set.

Damit die Gewindescheibe 2 gegen willkürliches Verdrehen geschützt ist, kann einer der Bolzen 4a eine Rasteinrichtung 4, beispielsweise eine Rastkugel tragen, die in Rastlöcher 2a des Gewinderinges 2 einrastet.So that the threaded washer 2 is protected against arbitrary rotation is, one of the bolts 4a can be a locking device 4, for example a locking ball wear, which engages in locking holes 2a of the threaded ring 2.

Man erkennt insbesondere aus der Fig. l, daß durch die Ausbildung des Magnetgehäuses und des Ankers tatsächlich ein idealer Weg für die magnetischen Kraftlinien geschaffen ist, so daß nur eine verhältnismässig geringe Streuung auftritt. Man erkennt weiter, daß das Lamellenpaket etwa die gleichen radialen Dimensionen aufweist wie die Erregerspule und sich in einem magnetisch nahezu neutralen Raum befindet, so daß es nicht durch den Kraftlinienfluss durchsetzt wird. Bei der Kupplung nach der Neuerung sind also magnetische Teile bezw. Funktionen räumlich völlig getrennt von den die Kupplung bewirkenden Teilen, den Lamellen. Besonders aus dem unteren Teil der Fig. l, jedoch auch aus der Fig. 2 erkennt man sehr klar, daß die Aussparungen 8a zur Aufnahme der Vorsprünge der Aussenlamellen einen nur ganz geringen Anteil des Gesamtquerschnittes ausmachen, der für den magnetischen Fluss zur Verfügung steht. Praktisch wird tatsächlich durch diese Aussparungen der magnetische Widerstand nicht erhöht. It can be seen in particular from FIG. 1 that through the training of the magnet housing and the armature ideal way for the magnetic lines of force is created, so that only a relatively small Scatter occurs. It can also be seen that the disk pack is roughly the same radial Has dimensions like the excitation coil and is magnetically almost neutral Space is located so that it is not penetrated by the flow of lines of force. In the Coupling according to the innovation are magnetic parts respectively. Functions spatially completely separate from the parts causing the clutch, the lamellae. Particularly from the lower part of FIG. 1, but also from FIG. 2, it can be seen very clearly that the recesses 8a for receiving the projections of the outer lamellae only one make up a very small proportion of the total cross-section that is used for the magnetic River is available. In practice, these cutouts actually make the magnetic resistance not increased.

Die Anordnung hat auch noch den weiteren Vorteil, daß das Lamellenpaket durch die Aussparungen 8a hindurch leicht zugänglich ist, so daß es bei Bedarf geölt bezw. geschmiert werden kann.The arrangement also has the further advantage that the disk pack is easily accessible through the recesses 8a, so that it can be oiled if necessary respectively can be lubricated.

Die Wirkungsweise der Kupplung ist folgende. Beim Einschalten des Stromes wird der aus den Teilen 8 und 13 gebildete Topfmagnet magnetisch und es entsteht beispielsweise an dem äusseren Ringspalt ein Südpol und an dem inneren Ringspalt ein Nordpol. Der Magnet hat das Bestreben, den auf der Ankergleitmuffe axial verschiebbaren Anker 3 anzuziehen. Hierdurch üben die über die Ankerscheibe verteilten Bolzen 4a einen Druck auf die Abstützscheibe 5 und damit das Lamellenpaket aus. Die gesamte magnetische Druckkraft wird also praktisch über den Gewindering 2 und die Bolzen 4a auf das Lamellenpaket 5, 6 und 7 übertragen. The mode of operation of the clutch is as follows. When switching on the The pot magnet formed from parts 8 and 13 is magnetic and it For example, a south pole is created on the outer annular gap and on the inner one Annular gap a north pole. The magnet tends to be on the armature sliding sleeve to tighten axially displaceable armature 3. As a result, they practice using the armature disk distributed bolts 4a a pressure on the support disc 5 and thus the disk pack the end. The entire magnetic pressure force is practically over the threaded ring Transfer 2 and bolts 4a to disk pack 5, 6 and 7.

Durch die Einstellungsmoglichkeit der Kupplung ist die Gewähr gegeben, daß auf der Hubkraft-Kennlinie für das Zusammenpressen der Lamellen jeweils in der günstigsten Stellung gearbeitet werden kann. Sobald sich die Lamellen abnutzen, muß am Gewindering 2 wieder nachgestellt werden. Die Abnutzung der Reiblamellen macht sich dadurch bemerkbar, daß der Luftspalt 14,15 allmählich verschwindet, so daß der Anker 3 vollständig am Magnetsystem anliegt, so daß kein Druck mehr auf die Lamellen ausgeübt werden kann und die Kupplung zu rutschen anfängt. The ability to adjust the clutch ensures that that on the lifting force characteristic for the compression of the slats in each case in the most favorable position can be worked. As soon as the slats wear out, must be readjusted on the threaded ring 2. The wear and tear of the friction plates becomes noticeable in that the air gap 14.15 gradually disappears, see above that the armature 3 rests completely on the magnet system, so that no more pressure the slats can be exercised and the clutch begins to slip.

Auch die Weichheit, mit der die Kupplung beim Einschalten anspricht, lässt sich durch Einstellung in weitem Umfange regeln, da durch die Grosse des Luftspaltes der Arbeitpunkt auf der Hubkraft-Kennlinie verändert wird. Also the softness with which the clutch responds when it is switched on, can be regulated to a large extent by setting, as by the size of the air gap the working point on the lifting force characteristic is changed.

Wie im vorstehenden bereits erwähnt, ist ein geschlossener, streuungsarmer Kraftlinienverlauf durch die Bauart der Kupplung bedingt. Die zur mechanischen Drehmomentübertragung notwendigen Stahllamellen des Lamellenpaketes 6 mit den Abstützscheibe 5 und 7 sind wohl innerhalb des Magnetkreises untergebracht, werden aber selbst vom Magnetfluss nicht durchsetzt. Es können daher für die Drehmomentübertragung möglichst günstige Werkstoffe benutzt werden, da eine völlige Unabhängigkeit von magnetischen Eigenschaften für die Werkstoffauswahl vorliegt. As already mentioned above, a closed, low-dispersion Line of force due to the design of the coupling. The one for mechanical torque transmission The necessary steel plates of the plate pack 6 with the support disks 5 and 7 are probably housed within the magnetic circuit, but are themselves from the magnetic flux not enforced. It can therefore be as favorable as possible for torque transmission Materials are used because they are completely independent of magnetic properties for the material selection is available.

Die Auswahl des Materials für die beiden Stützscheiben 5 und 7 hat lediglich unter dem Gesichtspunkt zu erfolgen, daß durch diese Scheiben der Anpressdruck auf die ganze Fläche der Lamellen gleichmässig übertragen werden soll. The choice of material for the two support disks 5 and 7 has to be done only from the point of view that the contact pressure through these disks should be transferred evenly over the entire surface of the lamellas.

Es hat sich gezeigt, daß für die Auswahl der Stahllamellen möglichst ein Material höchster Festigkeit (bis zu 200 kg je mm2) zu nehmen ist, um den Verschleiss möglichst gering zu halten und ein gegenseitiges Anpressen der Lamellen beim Schalten der Kupplung zu vermeiden. Es kann sogar empfehlenswert sein, für Innenlamellen und für Aussenlamellen Werkstoffe verschiedener Qualität zu verwenden. It has been shown that for the selection of the steel lamellae as possible a material of the highest strength (up to 200 kg per mm2) has to be used to avoid wear and tear to keep as low as possible and a mutual pressing of the slats when switching to avoid the clutch. It can even be recommended for inner lamellas and to use materials of different quality for outer lamellas.

Für ein exaktes Arbeiten der Kupplung ist es ferner neben der Auswahl eines geeigneten Lamellenmaterials ausserordentlich bedeutungsvoll, daß auch bei eingeschalteter Erregerwicklung, also in gekuppeltem Zustande, die Luftspalte 14 und 15 vorhanden sind. Hierdurch kann beim Abschalten der Erregerwicklung kein Kleben des Ankers infolge remanenten Magnetismus erfolgen, vielmehr wird beim Abschalten die Anpresskraft des Ankers sofort auf Null zurückgehen, so daß die Lamellen frei werden und ebenfalls die Drehmomentübertragung sofort auf Null zurückgeht. It is also next to the selection for precise working of the clutch a suitable lamellar material extremely significant that also with With the excitation winding switched on, i.e. in the coupled state, the air gaps 14 and 15 are available. This prevents sticking when the field winding is switched off of the armature as a result of remanent magnetism, rather it is when switching off the contact pressure of the anchor immediately go back to zero, so that the lamellae free and the torque transmission also immediately goes back to zero.

Ansprüche Expectations

Claims

Claims 1. Electromagnetic multi-disc clutch with a cup-shaped magnet body accommodating the ring-shaped excitation coil and an armature which can be moved in the axial direction and mechanically influences the lamellae, in which the magnet body and armature result in a low-scatter, closed force path that is only interrupted at two opposite ends of the disc pack by two narrow air gaps and in which an annular cavity is formed in the low-force interior of the magnet body for receiving the disk pack and in which the disk pack is connected by pressure disks to which the pressure means actuated by the armature, for example bolts, transmit the contact pressure, characterized in that in the Armature disk (3) the bolts (4a) are slidably arranged and that, for example, a threaded ring (2) seated on a thread (3a) determines the position of the bolts (4a) and thus their pressure on the support ring (5) and on the lamella pack (6 ) regulates and thus the setting of the annular air gaps (14 and 15) between the armature and the magnet body is made possible, 2. Coupling, in particular according to claim 1, characterized by locking means for the threaded washer (2), for example a locking ball (4) on one of the bolts (4a) and locking holes (2a) in the threaded washer (2). 3. Coupling, in particular according to claim 1 and 2, characterized CD

by setting the armature in relation to the magnet body in such a way that the air gaps (14 and 15) are retained even in the coupled state.

4. Coupling according to claim 1, characterized in that the entire Disk pack is arranged displaceably in the axial direction, the outer disks in longitudinal grooves (8a) of the outer housing part (8) and the inner lamellae in longitudinal grooves (3b) of the armature) and secured against twisting.