DE2028414A1

DE2028414A1 - Clutch or brake with optimal responsiveness for high torque transmission

Info

Publication number: DE2028414A1
Application number: DE19702028414
Authority: DE
Inventors: Josef Muller Erwin Tamm Horst 8000 München Fischer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1970-06-09
Filing date: 1970-06-09
Publication date: 1971-12-16

Description

Kupplung oder Bremse optimaler Ansprechempindlichkeit für hohe Momentübertragung Die Erfindung bezieht sich auf eine Kupplung oder Bremse mit einem becherförmigen Gehäuse und einer in der Gehäuseachse zentrierten Antriebswelle, auf der eine Reibscheibe mittels Federarmen in axialer Richtung beweglich befestigt ist. Clutch or brake with optimal response sensitivity for high torque transmission The invention relates to a clutch or brake with a cup-shaped Housing and a drive shaft centered in the housing axis, on which a friction disk is attached movably in the axial direction by means of spring arms.

Es ist allgemein bekannt, eine Antriebswelle über eine Reibscheibe mit einem Abtriebsglied zu koppeln, welches ve nach Verwendungszweck verschieden ausgebildet is, und zwar bei der Kupplung als drehbare Abtriebswelie, bei der Bremse dagegen als starrer Teil des Gehäuses. In beiden Pällen gelten jedoch die gleichen Bedingungen hinsichtlich der Ansprechempfindlichkeit und des Ubertrag,ungs- oder Bremse moments. Die genannten Eigenschaften hangen z;ilächst von der Eraft ab, die zur Verstellung der Reibscheibe vrirksam ist, also beispielsweise bei einer elektromagnetischen Kupplung von der magnetischen Anzugskraft. Für diesen Fall hat die Auslegung des Magnetkreises, die Bemessung der Luftspaltttnd Eisenquerschnitte eine erhebliche Bedeutung für die Güte der Kupplung bzw. Bremse.It is well known to have a drive shaft via a friction disk to be coupled with an output member, which ve different according to purpose is designed, in the case of the clutch as a rotatable output shaft, in the case of the brake on the other hand as a rigid part of the housing. In both cases, however, the same applies Conditions with regard to the sensitivity and the transmission, or Brake moments. The named properties depend first of all on the power that to adjust the friction disk is effective, for example in the case of an electromagnetic one Clutch from the magnetic attraction force. In this case, the interpretation of Magnetic circuit, the dimensioning of the air gap and iron cross-sections a considerable Significance for the quality of the clutch or brake.

Eine weitere wichtige Rolle für die genannten Eigenschaften spielt die Kraft, mit der die Reibscheibe nach Abschalten der Erregung in ihre Ruheposition zurückgeg stellt wird. Es hat sich als zweekma6',1g erwiesen als Verbindung zwischen der Reibscheibe und der Ant-iswelle Federglieder vorzusehen, die die Aufgabe haben, einerseits durch eine starre radiale Verbindung zwischen beiden Teilen eine möglichst gute Ubertragung der einwirkenden Drehmomente zu gewährleisten und andererseits in axialer Richtung eine Rückstellkraft entgegen der Kupplungs-bzw. Bremsanzugskraft auf die Reibscheibe auszuüben. Die Federcharakteristik in axialer Richtung soll jedoch -unter Berücksichtigung sicheren Abfallens - möglichst weich sein, um ein schnelles Ansprechen der Kupplung bzw.Another important role for the properties mentioned plays the force with which the friction disk returns to its rest position after the excitation has been switched off is reset. It has been shown to be zweekma6 ', 1g as a connection between to provide spring links for the friction disk and the drive shaft, which have the task of on the one hand by a rigid radial connection between the two parts as possible to ensure good transmission of the acting torques and on the other hand in the axial direction a restoring force against the clutch or. Brake tightening force exercise on the friction disc. The spring characteristic in the axial direction should however - taking into account safe dropping - be as soft as possible to a quick response of the clutch or

Bremse zu ermöglichen. Bei den bisher bekanntgewordenen Ausführungsformen ist es jedoch noch in keinem Fall gelungen, die beiden genannten Forderungen befriedigend miteinander in Einklang zu bringen, denn je nach Bemessung des Federquerschnittes ergab sich entweder eine zu weiche Charakteristik für Tangentialbeanspruchungen oder eine zu harte Pederwirkung in axialer Richtung. Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, bei einer Kupplung oder Bremse die zur Befestigung zwischen Antriebswelle und Reibscheibe dienenden Federarme so auszulegen, daß trotz einer hohen Ansprechempfindlichkeit die Übertragunggroßer Drehmomente ermöglicht wird.Enable brake. In the previously known embodiments However, it has not yet succeeded in satisfying the two requirements mentioned above to bring them in line with each other, because depending on the dimensioning of the spring cross-section either the characteristic for tangential loads was too soft or too hard a spring action in the axial direction. The invention was therefore the Task is based on the attachment between the drive shaft in the case of a clutch or brake and friction disk serving spring arms to be interpreted so that despite a high sensitivity the transmission of large torques is made possible.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß jeder der angenähert dreieckigen, mit der Spitze nach außen weisenden Federarme durch eine zentrische Ausnehmung in zwei schmale, jeweils tangential an der Antriebswelle angreifende Stege unterteilt ist. Verwendet man beispielsweise ein Federglied mit drei sternförmig auseinanderlaufenden Armen, so erhält man nach der vorgeschlagenen Lösung sechs schmale Stege, von denen in jeder Drehrichtung jeweils drei auf Zug beansprucht werden und damit auch hohen Übertragungsmomenten gewachsen sind. Diese Stege können mit sehr geringem Querschnitt ausgeführt werden, so daß sich in axialer Richtung eine äußerst weiche Federcharakteristik ergibt.According to the invention this is achieved in that each of the approximated triangular spring arms with the tip pointing outwards through a centric Recess in two narrow, each engaging tangentially on the drive shaft Webs is divided. For example, if you use a spring link with three star-shaped diverging arms, the proposed solution gives six narrow webs, three of which are subjected to tension in each direction of rotation and thus also high transmission torques are. These webs can be designed with a very small cross-section, so that results in an extremely soft spring characteristic in the axial direction.

Zweckmäßigerweise wird man jeden Federarm so ausrühren, daß die beiden Stege jeweils ein gleichschenkeliges Dreieck bilden, dessen Mittellinie senkrecht auf der Antriebswelle steht. Dadurch erhält man in beiden Drehrichtungen genau die gleichen Ansprech- und Übertragungsbedingungen. Ferner hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die einzelnen Feder-Stege mit geradlinigen Wölbungen in axialer Richtung. zu wersehen, um dadurch einen Längenausgleich beim Anziehen der Reibscheibe und bei Temperaturschwankungen zu ermöglichen.Appropriately, you will stir each spring arm so that the two Bars each form an isosceles triangle, the center line of which is vertical stands on the drive shaft. This gives you exactly that in both directions of rotation same response and transfer conditions. It has also proven to be advantageous proved the individual spring bars with straight curves in the axial direction. to be seen in order to compensate for the length when tightening the friction disc and to allow in the event of temperature fluctuations.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels zu entnehmen.Further details of the invention are from the following description to be found in an exemplary embodiment.

Es zeigen Fig. 1 den prinzipiellen Aufbau einer elektromagnetischen Kupplung izi Axialschnitt, Fig. 2 eine Frontalansicht des offenen Gehäuses mit der Federung für die Reibscheibe.-In Fig. 1 ist der grundsätzliche Aufbau einer elektromagnetischen Kupplung ersichtlich. Der EiLachheit halber sind alle Lager, Stromzuführungen und Gehauseabdeckungen weggelassen.1 shows the basic structure of an electromagnetic Coupling izi axial section, Fig. 2 is a front view of the open housing with the Suspension for the friction disc.-In Fig. 1 is the basic structure of an electromagnetic Coupling visible. For the sake of simplicity, all bearings, power supplies and Housing covers omitted.

In dem becherförmigen Gehäuse 1 und der Magnetspule 2 sind zentrisch die Antriebswelle 3 und über ihr die als Hohlwelle ausgebildete Abtriebswelle 4 angeordnet, wobei lettere einen Flansch 4aaufweist. Zur Kopplung der Antriebs- mit der Abtriebswelle dient ein als Reibscheibe ausgebildeter Anker 5, der durch Schrauben 6 auf einem dreiarmigen Federglied 7 befestigt ist. Dieses Federglied seinerseits sitzt auf der ;triebswelle 3 und ist mit dieser - beispielsweise durch eine Lötverbindung - starr verbunden. Bei Erregung der Spule 2 durchdringt der magnetische Fluß das Gehäuse 1, die Abtriebshohlwelle 4, die Reibscheibe 5 sowie die Jeweils dazwischenliegenden Hilfs- bzw. Arbeitsluftspaltefl wobei :die Reibscheibe 5 entgegen der Kraft des Federgliedes 7 gegen den Flansch 4a gezogen wird, so daß eine kraftchlsige Verbindung zwischen der Antriebswelle 3 und der AbtriebE-hohlwelle 4 entsteht.In the cup-shaped housing 1 and the magnetic coil 2 are centric the drive shaft 3 and above it the output shaft 4 designed as a hollow shaft arranged, the latter having a flange 4a. For coupling the drive with the output shaft is designed as a friction disc armature 5, which is screwed 6 is attached to a three-armed spring member 7. This spring member in turn sits on the ; drive shaft 3 and is with this - for example by a soldered connection - rigidly connected. When energized the coil 2 penetrates the magnetic flux the housing 1, the output hollow shaft 4, the friction disk 5 and the intermediate auxiliary or working air gaps where: the friction disc 5 is pulled against the force of the spring member 7 against the flange 4a, so that a force-locking connection between the drive shaft 3 and the output hollow shaft 4 is created.

n der Fig.2 ist eine Frontalansicht in das offene Gehäuse der Fig.1 dargestellt, wobei die Form des dreiarmig-en Federgliedes 5 sichtbar wird. Jeder der drei sternförmig auseinanderlaufenden Federarme wird durch eine zentrische Ausnehmung in jeweils zwei schmale Stege 7a und 7b unterteilt.2 is a front view into the open housing of FIG shown, the shape of the three-armed spring member 5 is visible. Everyone the three star-shaped diverging spring arms is through a central recess divided into two narrow webs 7a and 7b.

Bei einer Drehung der Antriebswelle 3 im Uhrzeigers!nn werden die drei Stege 7a, bei einer Drehung in der Gegenrichtung die drei Stege 7b jeweils tangential auf Zug beansprucht. Auf diese Weise können hohe Drehmomente durch die Federarme ibertragen werden, während aufgrund des kleinen Querschnitts der einzelnen Pederstege 7a und 7b eine weiche Federcharakteristik in axialer Richtung und damit eine hohe Ansprachempfindlichkeit gewährleistet ist. Die einselnen Federstege 7a und 7b sind außerdem noch mit einer Wölbung 7c (siehe Fig.1) versehen, damit ein Längenausgleich beim Anziehen der Reibscheibe und bei Temperaturschwankungen möglich ist.When the drive shaft 3 is turned clockwise, the three webs 7a, with a rotation in the opposite direction the three webs 7b each stressed tangentially on train. In this way, high torques can be achieved through the Spring arms are carried while due to the small cross-section of each Pedestegs 7a and 7b have a soft spring characteristic in the axial direction and thus a high response sensitivity is guaranteed. The individual spring bars 7a and 7b are also provided with a bulge 7c (see FIG. 1) so that a Length compensation possible when tightening the friction disc and when there are temperature fluctuations is.

Eine elektromagnetische Bremse ist ähnlich wie die beschriebene und dargestelltfgupplung aufgebaut. Bei ihr fehlt lediglich die Abtriebshohlwelle; stattdessen wird die Reibscheibe gegen einen Flansch gezogen, der fest mit dem Gehäuse verbunden ist. Die Funktion der Federarme ist jedoch bei der Bremse genauso wie bei der Kupplung, so daß sich eine eigene Darstellung hierfür erübrigt.An electromagnetic brake is similar to the one described and shown. The only thing missing is the hollow output shaft; instead of this the friction disc is pulled against a flange that is firmly connected to the housing is. The function of the spring arms is the same for the brake as for the clutch, so that there is no need for a separate presentation.

5 Patent ansprüche 2 Figuren5 claims 2 figures

Claims

Patent claims coupling or brake with a cup-shaped housing and a drive shaft centered in the housing axis, on which a friction disk is attached movably in the axial direction by means of spring arms, characterized in that that each of the triangular, with the tip pointing to the eye, spring arms through a central recess in two narrow, each tangential to the drive shaft attacking webs (7a, 7b) is divided.

2. clutch or brake according to claim 1, characterized in that that three spring arms diverging in a star shape are provided.

3. clutch or brake according to claim 1 or 2, characterized in that that the two webs (7a, 7b) of each spring arm form an isosceles triangle form, the center line of which runs perpendicular through the axis of the drive shaft.

4. clutch or brake according to one of the preceding claims, characterized in that the webs of the spring arms each in the axial direction Have bulges (7c).

5. clutch or brake according to claim 4, characterized in that that the bulges are rectilinear at right angles to the center line of their respective Run the spring arm.

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