DE2031834A1

DE2031834A1 - Elektromotorischer Regel- und Steuerantrieb mit eingebauter elektromagnetischer Scheibenkupplung und Bremse

Info

Publication number: DE2031834A1
Application number: DE19702031834
Authority: DE
Inventors: Karl 6831 Plankstadt. H02k 5-24 Lengsfeld
Original assignee: Frankl and Kirchner GmbH and Co KG
Current assignee: Frankl and Kirchner GmbH and Co KG
Priority date: 1970-06-26
Filing date: 1970-06-26
Publication date: 1971-12-30
Also published as: DE2031834B2; US3750781A

Description

DIPL.-ΙΝΘ. H. STEHMANN »5 Nürnberg 2 ESSENWEINSTRASSE 4-ί DIPL.-PHYS. DR. K. SCHWEINZER tel: kanzlh0911/203727 privat; 77«oi

TELEGRAMM-ADRESSE: STEHPATENT PATENTANWHTE .TELEX-OMStM

2031 83 A BANKKONTEN:

DEUTSCHE BANK AG. NÜRNBERG NR. 3411*4 POSTSCHECKKONTO: NORNBERG 67M1

Nürnberg, den 26. 6.1970' 17/36

Firma Frankl & Kirchner Fabrik für Elektromotoren -und elektrische Apparate, 683 Schwetzingen(Baden)

"Elektromotorischer Regel- und Steuerantrieb mit eingebauter elektromagnetischer Scheibenkupplung und Bremse"

Die Erfindung betrifft einen elektromotorischen Regel- und Steuerantrieb mit eingebauter elektromagnetischer Kupplung und Bremse, insbesondere für Industrienähmaschinen.

Von derartigen elektromotorischen Regel- und Steueranfcrieben wird ein trägheitsarmer Hochlauf und Bremsvorgang gefordert. Das Eigenschwungmoment eines solchen Antriebes soll sehr klein sein. Für den industriellen Einsatz wird ein wirtschaftlicher Betrieb verlangt, wobei unter wirtschaftlicher Betrieb niedriger Anschaffungspreis, einfache Bedienung, lange Lebensdauer und geringe Störanfälligkeit zu verstehen sind.

Bei den bisher bekannten elektromotorischen Regel- und Steuer antrieben der eingangs erläuterten Art sind für den Einbau der Kupplung und der Bremse zwei getrennt voneinander gelagerte Wellen vorgesehen, welche den Aufbau und die Eigenschaften des Motors nachteilig beeinflussen. Beim Kuppeln und Bremsen treten Geräusche auf, deren Verringerung oder Beseitigung oft auf große Schwierigkeiten stößt. Durch die auf der Kupplungswelle angebrachten schweren Magnetankerscheibenentsteht ein hohes Schwungmoment, das sich bei schnellen Schalt- und Steuerfolgen verzögernd auswirkt. Ferner ist bei

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den bekannten Antrieben eine Nachstellung des Kupplungs- und/oder Bremsweges nur mit aufwendigen Mitteln möglich.

Es sind ferner Antriebe bekannt, bei denen ein schneller Hochlauf und rascher Bremsvorgang möglich ist. Jedoch ist es dazu erforderlich, einen höheren technischen Aufwand zu treiben und höhere Leistungsverluste hinzunehmen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,, einen elektromotorischen Regel- und Steuerantreib mit eingebauter elektromagnetischer Kupplung und Bremse zu schaffen* bei dem das Schwungmoment an der Antriebswelle vermindert ist, der einfaüh herzustellen ist und eine manuelle Bedienung als auch eine programmierte Steuerung ermöglicht.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung im wesentlichen dadurch gelöst, daß Rotor, Schwungmasse und fe^demdei* Magnetankerring als Einheit verbunden aif einer Welle gelagert sind, die auch gleichzeitig die zu steuernde Antriebswelle ist.

Gemäss einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung ist auf der Welle eine kombinierte Kupplungs- und Bremsnabenscheibe angeordnet und diese Bremsnabensehelbe ist in axialer Richtung von aussen verstellbar.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn als Scheibenkupplung ein sich dauernd drehender Magnetankerring und als Bremse eine Backenbremse dient, die auf eine gemeinsame Kupplungs- und Bremsnabenscheibe einwirken.

Entsprechend einem anderen vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung ist es zweckmässig, wenn die Lagerschilder formgleich und als Magnete ausgebildet sind.

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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist es zweckmässig, auf der Welle zwei je für sich von aussen einstellbare mit Belag versehene Näbenscheiben anzuordnen.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden anhand der Zeichnung näher erläutert, die AusführungsbeispJsLe darstellt» Dabei zeigt:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässenRegel- und Steuerantriebs in Längsschnitt, und '

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel im Detail-Längsschnitt.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten erfindungsgemässen elektromotorischen Regel- und Steuerantrieb, bestehend aus Grundmotör und Steuerelementen ist der Rotor 1 des Antriebsmotors auf einer Seite mit einer Schwungmasse 2, beispielsweise aus Grauguß, versehen, welche ein Lager 3 aufnimmt. Auf der gegenüberliegenden Seite des Rotors 1 ist ein Lager 4 in einem verlängerten Aluminiurakurzschlußrihg 4' untergebracht. Der Rotor 1 dreht sich im elektrischen Feld eines Stators β dauernd auf seiner Welle 5. Dabei ist der Stator 6 in einem Statorgehäuse 7 untergebracht. Auf der Schwungmasse 2 ist ein Kupplungsmagnetankerring 8 mittels einer elastischen Federscheibe 9 aufgeschraubt. Dieser Kupplungsmagnetankerring 8 wird durch Steuerimpulse von einem Kupplungsmagneten lo,wel- " eher gleichzeitig als Kupplungslagerschild 11 ausgebildet ist, mehr oder weniger angezogen und mit einer Nabenscheibe 12 gekuppelt. Diese Nabenscheibe 12 sitzt fest einstellbar auf der Welle 5 und versetzt diese über ein Lager 13 in Drehung. Auf der fechten Seite der Fig. 1, der Bremsseite, ist ein Bremsmagnet 14 vorgesehen, der ebenfalls als Lagerschild 15 ausgebildet ist. An diesem Lagerschild 15 ist ein Bremsmagnetanker 16 mittels einer Federmembranscheibe 17 ruhend aufgeschraubt. Bei einem Stromimpuls auf dem Bremsmagneten 14 wird

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der Bremsmagnetanker 16 gegen eine Nabenscheibe 18 gedrückt und die Welle 5, die auf dieser Seite mit einem Rillenkugellager 19 im Bremslagerschild 15 gelagert ist, abgebremst. Ein Lüfter 2o sorgt für die Kühlung. Die Kupplungsscheibe 12 kann mit Hilfe einer Stellschraube 21 über einen Stift 22 nachgestellt werden. In ähnlicher Weise ist die Nabenscheibe mit Hilfe einer Schraube 25 über einen Stift 24 nachstellbar. Durch wahlweises Ansteuern der Magnete Io bzw. lA kann dieser Antrieb elektrisch oder elektronisch programmgeregelt und gesteuert werden.·

Bei diesem Ausführungsbeispiel ifet es vorteilhaft, daß die Abtriebswelle 5 nur ein sehr geringes Schwungmoment aufweist, da diese Welle nur die beiden Aluminiumscheiben trägt. Die durchgehende Welle verleiht dem Motor eine große Stabilität und Fluchtgenauigkeit. Durch den Wegfall des bisher verwendeten Kupplungslagerschildes und der übrigen Kupplungswelle wird die Störanfälligkeit und der Herstellungspreis vermindert.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung, die einen wahlweise für mechanische Betätigung oder für Programmsteuerung verwendbaren Antrieb zeigt, sind nach der Erfindung eine kombiniert ausgebildete Kupplungs- und Bremsnabenscheibe 25 auf der Antriebswelle 5 in axialer Richtung von aussen verschiebbar angebracht. Der sich dauernd drehende Kupplungsmagnetankerring 8 und/oder eine am Gehäuse27 angebrachte Backenbremse 26 wirken auf die Kupplungs- und Bremsnabenscheibe 25 ein.

Ein Antrieb nach dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 2 ist insbesondere für Industrienähmaschinen besonders vorteilhaft, da dieser Antrieb wahlweise mechanisch, pneumatisch, elektrisch oder kombiniert gesteuert wer-den kann.

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Die Schwungmasse 2 trägt, wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1, den federnd aufgehängten Kupplungsmagnetankerring 8. Auf der Abtriehwelle 5 sitzt gleichzeitig die kombinierte Kupplungs- und Bremsnabenscheibe 25, welche bei Ansteuerung des Kupplungsmagneten Io durch die sich dauernd drehende Ankerscheibe 8 in Drehung versetzt wird. Die Bremsung erfolgt durch die Backenbremse 26, die wahlweise mechanisch, pneumatisch, elektrisch oder kombiniert betätigt werden kann. Die Ein- oder Nachstellung der Kupplungs- und Bremsnabenscheibe 25 erfolgt über eine Stellschraube 21. Das Lagergehäuse 27 ist zugleich als Elektromagnet ausgebildet und besteht aus einem magnetisch leitfähigen Werkstoff.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Sie umfasst auch alle vorteilhaften Abwandlungen und insbesondere alle Teil- und /oder Unterkombinationen der beschriebenen und/oder dargestellten Merkmale.

<· Ansprüche -

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Claims

Ansprüche.

(I.)Elektromotorischer Regel- und Steuerantrieb mit eingebauter elektromagnetischer Scheibenkupplung und Bremse, insbesondere für Industrienähmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß Rotor (l), Schwungmasse (2) und federnder Magnetankerring (8) als Einheit verbunden auf einer Welle $5) gelagert sind, die auch gleichzeitig die zu steuernde Antriebswelle ist.
2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Welle (5) eine kombinierte Kupplungs- und Bremsnabenscheibe angeordnet ist und daß diese Nabenscheibe in axialer Richtung von aussen verstellbar ist.
J5. Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein sich dauernd drehender Magnetankerring (8) als Scheibenkupplung und eine Backenbremse (26) vorgesehen sind, die auf eine gemeinsame Kupplungs- und Bremsnabenscheibe (25) einwirken.
4. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnetj daß die Lagerschilder (11 und 15) formgleich und als Magnets |l© und 14) ausgebildet sind.
5. Antrieb nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß

auf der Welle (5) zwei je für sich von aussen einstellbare,

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mit Belag versehene/Nabens ehe iben (12 und l8)angeordhet sind.

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