DE19937543B4

DE19937543B4 - Elektromagnetische Stellvorrichtung für ein Druckmittelgetriebe

Info

Publication number: DE19937543B4
Application number: DE1999137543
Authority: DE
Inventors: Peter Vincon; Henning Kaess
Original assignee: ETO Magnetic GmbH
Current assignee: ETO Magnetic GmbH
Priority date: 1999-08-09
Filing date: 1999-08-09
Publication date: 2013-10-17
Anticipated expiration: 2019-08-10
Also published as: DE19937543A1

Abstract

Elektromagnetische Stellvorrichtung für ein Druckmittelgetriebe zur Drehzahlsteuerung eines auf einer Antriebswelle (10) drehbar gelagerten Abtriebsgliedes (12) mittels eines Stellgliedes (116), das über eine koaxial zur Antriebswelle (10) verschiebbar gelagerte Zugstange (118) mit dem Anker (120) eines Elektromagneten verbunden ist und bei seiner durch stufenweise oder kontinuierliche Änderung der Erregung der Elektromagnetspule (130) bewirkten Axialverschiebung eine stufenweise oder kontinuierliche Schaltung des Druckmittelgetriebes bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromagnet (122) in die Antriebswelle (10) integriert und die Zugstange (118) in einer axialen Führungsbohrung (119) der Antriebswelle (10) verschiebbar gelagert ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektromagnetische Stellvorrichtung für ein Druckmittelgetriebe zur Drehzahlsteuerung eines auf einer Abtriebswelle drehbar gelagerten Abtriebsgliedes mittels eines Stellgliedes, das über eine koaxial zur Antriebswelle verschiebbar gelagerte Zugstange mit dem Anker eines Elektromagneten verbunden ist und bei seiner durch stufenweise oder kontinuierliche Änderung der Erregung des Elektromagneten bewirkten Axialverschiebung eine stufenweise oder kontinuierliche Schaltung des Druckmittelgetriebes bewirkt.
Bei einer bekannten gattungsgemäßen in 1 schematisch dargestellten Stellvorrichtung ist der Elektromagnet auf der der Antriebswelle entgegengesetzten Seite des Abtriebsgliedes ortsfest angeordnet und das in das Abtriebsglied einstehende Stellglied ist mit seiner am Anker ansetzenden Zugstange in einer Führungsbohrung des Magnetjochs drehbar und axial verschiebbar gelagert.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine derartige Stellvorrichtung so auszubilden, dass sie raumsparend und kostengünstig angeordnet werden kann.
Gelöst wird die gestellte Aufgabe durch die im Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale. Durch die Erfindung wird erreicht, dass der gesamte, die Verschiebung des Stellgliedes bewirkende Magnetaufbau auf der Antriebsseite des Abtriebsgliedes angeordnet ist und die gegenüberliegende Seite des Abtriebsgliedes frei bleibt.
Es ist bei elektromagnetisch betätigten Getriebeanordnungen bekannt, einen Elektromagneten auf einer Antriebswelle anzuordnen. So zeigt die DE 909876 B eine elektromagnetisch betätigte Lamellenkupplung bei der ein ortsfester Magnet. konzentrisch um eine erste Welle herum angeordnet ist. An dieser ersten Welle ist ein Hohlzylinder vorgesehen, der sich in einem Hohlzylinder einer zweiten Welle dreht. Die beiden Wellen sind axial verschiebbar. An den Innenseiten der Hohlzylinder sind Lamellen zur Kraftübertragung angebracht. Beim Einschalten des Elektromagneten verschieben sich die Wellen axial, wodurch die Lamellen der Hohlzylinder miteinander in Kontaktberührung kommen, und die Drehung der ersten Welle auf die zweite Welle übertragen wird.
Weiter zeigt die DE 1048162 B einen Strömungswandler, inbesondere für Kraftfahrzeuge mit einem nachgeschalteten mechanischen Wechselgetriebe, bei dem ein Elektromagnet an einer rotierenden Welle befestigt ist und sich mit dieser dreht. Der Elektromagnet ist erster Teil einer Wandlerkupplung. Um die Welle herum ist koaxial drehbar und axial verschiebbar ein zweiter Teil der Wandlerkupplung angeordnet. Eine Aktivierung des Elektromagneten führt zu einem Kraftschluss zwischen den Kupplungsteilen, wodurch die Rotation übertragen wird.
Derartige elektromagnetische Getriebeanordnungen sind jedoch nicht geeignet für eine elektromagnetische Stellvorrichtung bei der der Elektromagnet eine Axialverschiebung zur kontinuierlichen oder stufenweisen Schaltung eines Druckmittelgetriebes bewirkt.
Es ist ferner durch CH 355861 A ein Drehmagnet bekannt, der eine Axialbewegung in eine Rotationsbewegung umwandelt. Dabei ist um eine Welle koaxial ein ortsfester Elektromagnet angeordnet. Und an der Welle ist ein Anker befestigt. Die Welle ist axial beweglich und durch Betätigen des Elektromagneten kann der Anker entlang der Achse der Welle bewegt werden, was zu einer Axialbewegung der Welle führt, wobei die Welle so gelagert ist, dass eine Axialbewegung in eine Rotation umgewandelt wird.
Auch ein solcher Drehmagnet ist für eine Stellvorrichtung der erfindungsgemäßen Gattung nicht geeignet.
Keine der genannten Druckschriften stellt die Neuheit und die Erfindungshöhe des Anmeldungsgegenstandes in Frage. Keine der Entgegenhaltungen offenbart eine Anordnung bei der zur Führung des Magnetflusses des Elektromagneten die aus magnetischen Material bestehende Antriebswelle herangezogen wird. Beim Anmeldungsgegenstand wird in der Welle durch die außen ortsfest angeordnete Spule ein Magnetfluss induziert, und zwar unabhängig davon, mit welcher Drehzahl die Antriebswelle läuft. Die erforderliche Trennung der Magnetflüsse im Jochbereich und im Kernbereich wird durch ein nicht-magnetisches Trennstück bewirkt, welches im Bereich des druckfesten Ankerraumes vorgesehen ist und vorzugsweise im Querschnitt V-förmig gestaltet ist. Dieses Trennstück kann durch Aufschweißen oder Auflöten eines nicht-magnetischen Materials, beispielsweise von Messing, hergestellt werden.
Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen elektromagnetischen Stellvorrichtung in Verbindung mit einer dem gleichen Zweck dienenden bekannten elektromagnetischen Stellvorrichtung anhand der Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen:
1 ist eine schematische Darstellung einer den Stand der Technik repräsentierenden elektromagnetischen Stellvorrichtung, von der die Erfindung ausgeht.
2 ist eine schematische Schnittansicht einer erfindungsgemäß ausgebildeten elektromagnetischen Stellvorrichtung.
Gegenstand der Erfindung ist eine elektromagnetische Stellvorrichtung für ein in der Zeichnung nur schematisch angegebenes Druckmittelgetriebe, das vorzugsweise als Strömungsgetriebe ausgebildet ist. Mit dem Bezugszeichen 10 ist in den 1 und 2 die Antriebswelle des Druckmittelgetriebes bezeichnet. Ein Abtriebsglied 12 des Getriebes ist über ein Lager 14 auf der Antriebswelle 10 relativ zu dieser drehbar gelagert. Der Aufbau des Druckmittelgetriebes ist für die Erfindung unwesentlich, und dieses Getriebe kann irgendeine bekannte Bauform aufweisen. Wesentlich für die Erfindung ist das Stellglied 16 (1) bzw. 116 (2), welches bei seiner bezüglich der Antriebswelle 10 axialen Verschiebung eine Verstellung des Druckmittelgetriebes in der Weise bewirkt, daß die Differenzdrehzahl zwischen Antrieb und Abtrieb bzw. das Drehmoment zwischen Antrieb und Abtrieb einstellbar ist.
Bei der bekannten Stellvorrichtung gemäß 1 weist die Stellvorrichtung einen Elektromagneten 22 auf, dessen Anker 20 über die koaxial zur Antriebswelle 10 liegende Zugstange 18 mit dem Stellglied 16 verbunden ist. Der Elektromagnet 22 ist ortsfest angeordnet, und er weist einen Kern 24 und ein Joch 26 auf, in dessen axialer Führungsbohrung 19 die Zugstange 18 verschiebbar und drehbar gelagert ist. Das Stellglied 16 kann mit dem Abtriebsglied 12 umlaufen. Zwischen Kern 24 und Joch 26 befindet sich ein nicht-magnetisches Trennstück 28. Innerhalb des Gehäuses 32 befindet sich die Erregerspule 30 des Elektromagneten, bei dessen Erregung der Anker 20 und mit ihm die Zugstange 18 und das Stellglied 16, je nach Erregung mehr oder weniger gemäß 1 nach links verschoben werden, wodurch das Getriebe geschaltet wird. Die Rückführung des Stellgliedes kann durch Federkraft erfolgen.
Hinsichtlich seiner Funktion entspricht das Stellglied 116 gemäß 2 dem Stellglied 16 nach 1. Während gemäß 1 bei Erregung des Elektromagneten das Stellglied nach links verschoben wird, erfolgt bei Erregung des Elektromagneten gemäß 2 die Verschiebung des Stellgliedes 116 nach rechts, jedoch ist die Schaltfunktion die gleiche.
Bei der den Gegenstand der Erfindung bildenden Stellvorrichtung gemäß 2 ist der Elektromagnet in die Antriebswelle 10 integriert. Das Stellglied 116 ist über eine Zugstange 118 mit dem Anker 120 des Elektromagneten 122 verbunden. Die Zugstange ist in einer axialen Bohrung 119 der Antriebswelle drehbar und axial verschiebbar gelagert. Der Anker 120 ist druckdicht innerhalb der Welle 10 angeordnet, die den Kern 124 und das Joch 126 des Elektromagneten bildet, die durch ein nicht-magnetisches Trennstück 128 bezüglich des Magnetflusses voneinander getrennt sind. Dieses nicht-magnetische Trennstück 128 wird durch Auftragschweißen oder -löten eines nicht-magnetischen Werkstoffes, z. B. Messing, hergestellt. Hierdurch wird auch die mechanische Festigkeit der Antriebswelle 10 gewährleistet. Kern 124 und Joch 126 werden von der Ringspule 130 des Elektromagneten umschlossen, die ihrerseits von einem Gehäuse 132 umschlossen ist. Das Gehäuse 132 mit Spule 130 ist zweckmäßigerweise ortsfest angeordnet und über ein nicht dargestelltes Drehlager mit der Antriebswelle 10 derart verbunden, daß der von der Spule 130 erzeugte Magnetfluß auf die sich drehende Welle 10 übertragen wird, wodurch im Anker 120 eine nach rechts gerichtete Zugkraft entsteht, die das Stellglied 116 stufenweise oder stetig verstellt und damit das Druckmittelgetriebe stufenweise oder stetig schaltet.
Bezugszeichenliste

10: Antriebswelle
12: Abtriebsglied
14: Lager
16: Stellglied
18: Zugstange
19: axiale Führungsbohrung
20: Anker
22: Elektromagnet
24: Kern
26: Joch
28: nicht-magnetisches Trennstück
30: Spule
32: Gehäuse
116: Stellglied
118: Zugstange
119: axiale Führungsbohrung
120: Anker
122: Elektromagnet
124: Kern
126: Joch
128: nicht-magnetisches Trennstück
130: Spule
132: Gehäuse

Claims

Elektromagnetische Stellvorrichtung für ein Druckmittelgetriebe zur Drehzahlsteuerung eines auf einer Antriebswelle (10) drehbar gelagerten Abtriebsgliedes (12) mittels eines Stellgliedes (116), das über eine koaxial zur Antriebswelle (10) verschiebbar gelagerte Zugstange (118) mit dem Anker (120) eines Elektromagneten verbunden ist und bei seiner durch stufenweise oder kontinuierliche Änderung der Erregung der Elektromagnetspule (130) bewirkten Axialverschiebung eine stufenweise oder kontinuierliche Schaltung des Druckmittelgetriebes bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromagnet (122) in die Antriebswelle (10) integriert und die Zugstange (118) in einer axialen Führungsbohrung (119) der Antriebswelle (10) verschiebbar gelagert ist.
Stellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerspule (130) des Elektromagneten die Welle umschließt, ortsfest angeordnet und über ein Drehlager auf der Welle (10) abgestützt ist.
Stellvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (10) durch ein nicht-magnetisches Trennstück (128) im Bereich des Ankerdruckraumes in Kern (124) und Joch (126) getrennt ist.
Stellvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das nicht-magnetische Trennstück (128) durch Aufschweißen oder -löten eines nicht-magnetischen Materials, z. B. Messing, erfolgt.
Stellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ankerraum druckfest ausgebildet ist.
Stellvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ortsfeste Erregerspule (130) von einem ortsfest angeordneten Gehäuse (132) umschlossen ist und daß sich innerhalb dieses Gehäuses die Welle (10) dreht.