DE2105959A1

DE2105959A1 - Motor with clutch and brake

Info

Publication number: DE2105959A1
Application number: DE19712105959
Authority: DE
Inventors: die Anmelder. H02k 1-14 sind
Original assignee: DAAB F; DREIER K
Current assignee: DAAB F; DREIER K
Priority date: 1971-02-09
Filing date: 1971-02-09
Publication date: 1972-08-24

Description

Motor mit'Kupplung und Bremse =======~===================-===3 Die Erfindung bezieht sich auf einen Motor mit Kupplung und Bremse. Derartige Motoren finden in der gewerblichen Wirtschaft vielfach Anwendung, beispielsweise zum Antrieb von Industrie-Nähmaschinen. Hierbei ist es wichtig, daß der laufende Motor schnell mit der Nähmaschine gekuppelt werden kann und es ist ebenso wichtig, daß diese Kupplung schnell gelöst und der angetriebene Teil schnell zum Stillstand gebracht wird. Motor with clutch and brake ======= ~ =================== - === 3 The The invention relates to a motor with a clutch and brake. Such engines are widely used in the commercial sector, for example for propulsion of industrial sewing machines. It is important that the engine is running quickly can be coupled to the sewing machine and it is just as important that this coupling is quickly released and the driven part is quickly brought to a standstill.

Es sind bereits zahlreiche Ausführungsformen derartiger Antriebsmotoren bekannt geworden. Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, den Motor mit der angetriebenen Maschine noch schneller als bisher zu kuppeln und beim Lösen der Kupplung die angetriebene Maschine bzw. die Abtriebswelle der Kupplung noch schneller als bisher abzubremsen.There are already numerous embodiments of such drive motors known. The invention aims to solve the problem, the engine Coupling and loosening with the driven machine even faster than before the driven machine or the output shaft of the clutch to brake faster than before.

Zu diesem Zweck wird ein Motor mit Kupplung und Bremse, bei welchem der Rotor des Motors auf einer Hohlwelle befestigt ist, in der eine beiderseits über die Enden der Hohlwelle hinausragende zweite Welle drehbar gelagert ist, erfindungsgemäß derart ausgebildet, daß diese zweite Welle auf beiden Seiten des Motors je eine verschiebbare, jedoch drehfest gekoppelte Kupplungsscheibe sowie je eine verschiebbare, jedoch drehfest gekoppelte Brmsscheibe trägt, welche unter der Einwirkung je eines zugeordneten, durch eine Spulenwicklung erzeugten Magnetfeldes eine mit der Hohlwelle drehfest verbundene, gegenüberliegende Kupplungsfläche bzw. eine gegenüberliegende, mit dem Gehäuse drehfest verbundene Bremsfläche berührt und damit eine kraftschlüssige Verbindung mit dieser bildet, wobei die Anordnung derart getroffen ist, daß bei ausgeschaltetem Magnetfeld die beiden Bremsscheiben und die beiden Kupplungsscheiben keine kraftschlüssige Verbindung mit den zugeordneten gegenüberliegenden Gegenflächen bilden.For this purpose, a motor with clutch and brake, in which the rotor of the motor is mounted on a hollow shaft in which one on both sides is rotatably mounted on the ends of the hollow shaft protruding second shaft, according to the invention designed such that this second shaft on each side of the motor one shiftable, but non-rotatably coupled clutch disc as well as one shiftable, but non-rotatably coupled Brmsscheibe carries, which under the action of one associated magnetic field generated by a coil winding with the hollow shaft non-rotatably connected, opposite coupling surface or an opposite, with the housing non-rotatably connected braking surface touches and thus a non-positive Connection with this, the arrangement being made in this way is that when the magnetic field is switched off, the two brake discs and the two Clutch disks do not have a positive connection with the associated opposite Form opposing surfaces.

Es ist zweckmäßig, wenn auf jeder Seite des Motors in einem aus ferromagnetischem Material bestehenden Teil des MotorgehäuseS eine zur Motorachse koaxial gelagerte kurze Zylinderspule angeordnet ist und zwischen dieser und der Reibfläche der zugeordneten Kupplungsscheibe eine aus unmagetischem Material bestehende Zone einer mit der Hohlwelle drehfest verbundenen Schwungscheibe sich befindet und die Kupplungsscheibe aus-ferromagnetischem Material besteht.It is useful if on each side of the motor in one made of ferromagnetic Material existing part of the motor housingS a coaxially mounted to the motor axis short solenoid is arranged and between this and the friction surface of the associated Clutch disk a zone consisting of a non-magnetic material with the hollow shaft non-rotatably connected flywheel is located and the clutch disc is made of ferromagnetic Material.

Es ist günstig, wenn die.zu beiden Seiten des Rotors angeordneten Motorlagerschilde, welche die Lager für die Hohlwelle tragen, aus ferromagnetischem Material bestehen und auf ihren Stirnseiten Je eine koaxial zur Welle angeordnete Ringnut haben, in denen je eine Spulenwicklung angeordnet ist.It is advantageous if the. Arranged on both sides of the rotor Motor end shields, which carry the bearings for the hollow shaft, made of ferromagnetic Material are made and one arranged coaxially to the shaft on each of their end faces Have annular groove, in each of which a coil winding is arranged.

Vorteilhafterweise befindet sich - in radialer Richtung gesehen - außerhalb und innerhalb der aus unmagnetischem Material bestehenden Zone der Scheibe je eine Zone aus ferroagnetischem Material.It is advantageous - viewed in the radial direction - outside and inside the non-magnetic material zone of the disk one zone each made of ferro-magnetic material.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die außerhalb der unmagnetischen Scheibe befindliche Zone ferromagnetischen Materials als Teil des Gehäuses bzw. eines einen Teil des Gehäuses bildenden Lagerschildes ausgebildet, während die innerhalb der aps unmagnetischem Material bestehenden Scheibe befindliche Zone als Teil einer mit der Hohwelle gekuppelten Schwungscheibe ausgebildet ist, und es besteht der aus der Hohlwelle herausragende Teil der zweiten Welle, vorzugsweise die ganze Welle, aus unmagnetischem Material.In a preferred embodiment, the outside of the non-magnetic Disc located zone of ferromagnetic material as part of the housing or formed a part of the housing forming end shield, while the inside of the aps of non-magnetic material existing disc as part of a is formed with the hollow shaft coupled flywheel, and there is the from the Hollow shaft protruding part of the second shaft, preferably the whole shaft, made of non-magnetic material.

Es ist vorteilhaft, wenn -,in axialer Richtung gesehen -außerhalb der Kupplungsscheiben und Bremsscheiben je ein zweiter Lagerschild angeordnet ist, de; aus ferromagnetischem Material besteht und auf seiner der zugeordneten Bremsscheibe zugewendeten Seite je eine kurze zylindrische Spule trägt.It is advantageous if - viewed in the axial direction - outside the clutch disks and brake disks each have a second end shield, de; consists of ferromagnetic material and on its associated brake disc facing side each carries a short cylindrical coil.

Weiterhin ist es günstig, wenn das die Bremsscheibe und die Kupplungsscheibe umschließende Gehäuse in der zwischen diesen Scheib'en befindlichen Zone mit Ventilationslöchern und die Stirnseiten des Gehäuses im inneren Bereich mit axialen Lüftungsschlitzen versehen sind und die diesen gegenüberliegende Zone der Bremsscheibe Öffnungen für den Luftdurchtritt in axialer Richtung aufweist.It is also advantageous if the brake disk and the clutch disk are used enclosing housing in the zone between these discs with ventilation holes and the end faces of the housing in the inner area with axial ventilation slots are provided and the opposite zone of the brake disc openings for has the air passage in the axial direction.

Im nachstehenden wird die Erfindung in Verbindung mit der ein Ausführungsbeispiel darstellenden Figur beschrieben. Diese zeigt als besonders vorteilhafte Ausführung die linke Hälfte eines symmetrisch zur Ebene A-A ausgeführten Motors mit je zwei symmetrisch angeordneten Kupplungen und Bremsen.In the following the invention in connection with the one embodiment descriptive figure. This shows as a particularly advantageous embodiment the left half of a motor symmetrically to plane A-A with two each symmetrically arranged clutches and brakes.

Stator 1 mit üblicher Dreiphasenwicklung für 380 V mit sugehörigem ringförmigen Gehäuse 1' sowie der Rotor 2 mit Kurzschlußringen 2' sind in normaler, handelsüblicher AusfUhrung.Stator 1 with the usual three-phase winding for 380 V with associated annular housing 1 'and the rotor 2 with short-circuit rings 2' are in normal, commercial execution.

Der Rotor 2, welcher auf der Hohlwelle 3 befestigt ist, trägt beiderseits der Kurzschlußringe 2' radiale Kühlflügel4, die mittels Schrauben 5 befestigt sind. Die Hohlwelle 3 ist in Kugellagern 7 gelagert, welche in den beiden Motorlagerschilden 8 angeordnet sind, von denen nur das linke in der Figur dargestellt ist.The rotor 2, which is attached to the hollow shaft 3, carries on both sides of the short-circuit rings 2 'radial cooling blades 4, which are fastened by means of screws 5. The hollow shaft 3 is mounted in ball bearings 7, which are in the two motor end shields 8, of which only the left one is shown in the figure.

In der Hohlwelle 3 ist eine zweite Welle 9 aus unmagnetischem Stahl mittels der Kugellager 10 drehbar gelagert. Auf dieser zweiten Welle 9 sind beiderseits des Motors je eine Kupplungsscheibe 11' sowie eine Bremsscheibe 12 mittels Paßfedern drehfest, aber axial verschiebbar befestigt. Diese Kupplungs- und Bremsscheiben werden von je einem aus ferromagnetischem Material bestehenden Lagerschild 13 umschlossen, in denen die Welle 9 mittels der beiden Kugellager 14 drehbar gelagert ist.In the hollow shaft 3 is a second shaft 9 made of non-magnetic steel rotatably mounted by means of the ball bearings 10. On this second shaft 9 are on both sides of the motor each have a clutch disc 11 'and a brake disc 12 by means of parallel keys non-rotatably, but axially slidably attached. These clutch and brake discs are each enclosed by a bearing plate 13 made of ferromagnetic material, in which the shaft 9 is rotatably mounted by means of the two ball bearings 14.

Auf der Hohlwelle 3 ist beiderseits außerhalb der Lagerschilde 8 je eine Schwungscheibe 15 aus ferromagnetischem Material befestigt, die außen je einen Ring 16 aus unmagnetischem Material trägt. In den beiden Lagerschilden 8 ist in einer ringförmigen Nut je eine kurze Zylinderspule 17 befestigt, deren eine Stirnseite dem Ring 16 aus unmagnetischem Material gegenüberliegt. Auf der Innenseite der Lagerschilde 13 ist in einer ringförmigen Vertiefung je eine kurze Zylinderspule 19 befestigt.On the hollow shaft 3 is on both sides outside of the end shields 8 each a flywheel 15 made of ferromagnetic material attached, each one outside Ring 16 made of non-magnetic material carries. In the two end shields 8 is in an annular groove each a short solenoid 17 attached, one end face opposite the ring 16 made of non-magnetic material. On the inside of the end shields 13 each has a short solenoid 19 is attached in an annular recess.

Die Bremsscheiben 12 tragen Kühlflügel 20, welche bei der Fertigung in. einem Arbeitsgang durch Ausstanzen hergestellt sind. Diese saugen beim Lauf des Motors durch die Luftschlitze 21 Kühlluft an, die durch Öffnungen ausgeblasen wird, wie dies z.B. durch den Pfeil 22 angedeutet ist.The brake disks 12 carry cooling blades 20, which are used during manufacture are made in one operation by punching. These suck while running of the motor through the air slots 21 cooling air which is blown out through openings as indicated by arrow 22, for example.

Sobald der Motor läuft, werden über die Hohlwelle 3 die Schwungscheiben 15 in Drehung versetzt; die zweite Welle 9, die mit ihr drehfest verbundenen Kupplungsscheiben-11 und Bremsscheiben12 sowie die - in der Figur nicht dargestellte -mit der Welle 9 verbundene Nähmaschine bleiben in Stillstand.As soon as the engine is running, the flywheels are via the hollow shaft 3 15 set in rotation; the second shaft 9, the clutch disks 11 connected to it in a rotationally fixed manner and brake disks 12 as well as the one - not shown in the figure - with the shaft 9 connected sewing machines remain at a standstill.

Sobald die Spulen 17 an eine Gleichstromquelle angeschaltet werden und durch sie ein Stro + ließt, wird ein in der Figur links oben durch eine gestrichelte Linie 23 angedeutetes Magnetfeld aufgebaut. Dieses zieht die Kupplungsscheiben 11 mit dem darauf befindlichen Reibungsbelag 24 in Richtung zur unmagnetischen Zone 16 der Schwungscheibe, bis sie an dieser fest anliegen. Nun werden die Kupplungsscheiben 11 und die mit ihr drehfest gekuppelte, als Abtriebswelle dienende zweite Welle 9 mitgenommen.As soon as the coils 17 are connected to a direct current source and through it a Stro + reads, a is shown in the figure at the top left by a dashed Line 23 indicated magnetic field built up. This pulls the clutch disks 11 with the friction lining 24 thereon in the direction of non-magnetic Zone 16 of the flywheel until they are tight against it. Now the clutch plates are 11 and the non-rotatably coupled to it, serving as the output shaft second shaft 9 taken.

Beim Abschalten des Stromes in den zur Kupplung dienenden Spulen 17 wird die kraftschlüssige Verbindung zur zweiten Welle 9 gelöst. Soll die von dieser angetriebene Maschine schnell zum Stillstand kommen, dann wird gleichzeitig mit dem Abschalten des Stromes durch die Spulen 17 ein Strom durch die Wicklungen 19 geschickt Hierdurch wird, wie in der Figur links unten durch die gestrichelten Linien 25 angedeutet, ein Magnetfeld aufgebaut, welches die Bremsscheibe 12 und den daran befestigten Bremsbelag 26 auf den Bremsring 27 drückt. When switching off the current in the coils used for coupling 17, the non-positive connection to the second shaft 9 is released. Should the from this driven machine will quickly come to a standstill, then simultaneously with the switching off of the current through the coils 17, a current through the windings 19 sent Here, as in the figure at the bottom left by the dashed Lines 25 indicated, a magnetic field built up, which the brake disc 12 and the brake lining 26 attached to it presses onto the brake ring 27.

Es ist wesentlich, daß der magnetische Widerstand im magnetischen Kreis der Kupplungsspulen 17 und der Bremsspulen 19 gering ist. Dies kann aber durch verhältnismäßig kleine Luftspalte zwischen den einander gegenüberliegenden Teilen aus ferromagnetischem Material sowie durch die aus der Figur deutlich ersichtliche Formgebung der betreffenden Teile leicht erreicht werden. It is essential that the magnetic resistance in the magnetic Circle of the clutch coils 17 and the brake coils 19 is small. But this can go through relatively small air gaps between the opposing parts made of ferromagnetic material as well as by the clearly visible from the figure Shaping of the parts concerned can be easily achieved.

Bei einem erindungsgemäR ausgebildeten Drehstrommotor von 380 V 50 Hz 9,37 kW, der mit voller Leistung bei 3Q00 Umdrehungen pro Minute lief, war es möglich, schon ca 2fl msec nach Einschalten des Stromes durch die Bremsspule die Abtriebswelle zum Stillstafld zu bringen. In the case of a three-phase motor of 380 V 50 designed according to the invention Hz 9.37 kW, which ran at full power at 3Q00 revolutions per minute, it was possible, already about 2fl msec after switching on the current through the brake coil Bring the output shaft to a standstill.

Mit dem erfindungsgäßen Motor mit Kupplung und Bremse ist die Reibungserwärmung auf etwa 200 über Raumtemperatur, also auf weniger als die Hälfte im Vergleich zu einer bekannten üblichen Ausführungsform verringert worden. With the motor with clutch and brake according to the invention, there is friction heating to about 200 above room temperature, i.e. less than half compared to a known conventional embodiment has been reduced.

Die Abbremsung der Abtriebswelle geschieht mit großer reproduzierbarer Genauigkeit.The output shaft is decelerated with greater reproducibility Accuracy.

Claims

1. Motor with clutch and brake, in which the. Motor rotor is attached to a hollow shaft, in which one on both sides over the ends of the hollow shaft protruding second shaft is rotatably mounted, characterized in that this on each side of the motor a sliding, but non-rotatably coupled clutch disc (11) as well as a sliding, but non-rotatably coupled brake disc (12) each, which, under the influence of one assigned, by a coil winding (17 or 19) generated magnetic field a non-rotatably connected to the hollow shaft (3), opposite coupling surface or an opposite, non-rotatably with the housing connected braking surface touches and thus a non-positive connection with this forms, the arrangement being made such that when the magnetic field is switched off the two brake disks and the two clutch disks are not frictional Form connection with the associated opposing mating surfaces.

2. Motor according to claim 1, characterized in that on each side of the motor in a part of the motor housing made of ferromagnetic material a short cylinder coil (17) mounted coaxially to the motor axis is arranged and sign this and the friction surface (24) of the associated clutch disc (12) a Zone (16) consisting of non-magnetic material, one fixed against rotation with the hollow shaft connected flywheel is located and the clutch disc (12) made of ferromagnetic Material.

3. Motor according to claim 1 and 2, characterized in that the to both sides of the rotor arranged motor end shields (8), which are the bearings for carry the hollow shaft (3), made of ferrqmagnetic material and on their End faces each have an annular groove arranged coaxially to the shaft, in each of which one Coil winding (17) is arranged.

4. Motor according to claim 1 and 2, characterized in that - in radial Direction seen - outside and inside those made of non-magnetic material Zone (16) of the disc has a zone made of ferromagnetic material.

5. Motor according to claim 1 and 4, characterized in that the outside the non-magnetic disc located zone of ferromagnetic material as part of the housing or

a bearing plate (13) forming part of the housing is, while the inside of the disc made of non-magnetic material Zone designed as part of a flywheel (15) coupled to the hollow shaft (3) is.

6. Motor according to claim 1, characterized in that from the Hollow shaft (3) protruding part of the second shaft (9), preferably the entire shaft, consists of non-magnetic material.

7. Motor according to claim 2, characterized in that the clutch disc tal2) a friction lining (26) on its side facing the flywheel (15) wearing.

8. Motor according to claim 1 and 3, characterized in that - in the axial Seen direction - outside of the clutch disks and brake disks a second each End shield (13) is arranged, which consists of ferromagnetic material and one short each on the side facing the assigned brake disc .ç12) cylindrical coil (19) carries.

9. Motor according to claim 1, characterized in that the the brake disc (11) and the clutch disc (12) enclosing housing in the between these Discs located zone is provided with ventilation holes.

10. Motor according to claim 1 and 9, characterized in that the Provide the front sides of the housing with axial ventilation slots (2 ') in the inner area are and the opposite zone of the brake disc (12) openings for the -Air passage in the axial direction.

11. Motor according to claim 1 and 10, characterized in that the Brake disk in the area of the axial openings fan blades (20) carrying the such are shaped so that air through the openings with normal Prehrichtung of the motor sucked into the housing and into the space between the brake disc (12) and clutch disc (11) is pressed.

12. Motor according to claim 1 and 10, characterized in that the Provide the clutch disc (11) with openings for air to pass through in the axial direction is.

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