DE2307551B2 - Elektromagnetisch betätigte Zahnkupplung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektromagnetisch betätigte Zahnkupplung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Patentanspruch 1 (ZF-Katalog, Elektro-Kupplungen der Baureihe 6637).

Die Aufgabe der Erfindung ist es, das übertragbare Drehmoment einer solchen Kupplung bei gleicher Baugröße zu erhöhen.

Die Aufgabe wird durch die im Kennzeichen der Patentansprüche genannten Anordnungen gelöst.

Es sind Reibkupplungen mit einer doppelt durchfluteten Magnetscheibe bekannt (DE-OS 1964311). Zwei durch einen Ringspalt getrennte Ankerringe sind durch eine am antreibenden bzw. angetriebenen Bauteii befestigte Federscheibe verbunden, die beim Einschalten der Kupplung verspannt wird. Die an den Reibflächen verfügbare, nutzbare Kupplungskraft wird um den Betrag dieser Federkraft geschwächt. Im Gegensatz hierzu wird die Federkraft in einer Kupplung nach der Erfindung auf den verzahnten Ankerring übertragen und erhöht dadurch die nutzbare Übertragungskraft der Kupplung.

Im Gegensatz zu der eingangs genannten, bekannten Kupplung wird fsei einer Kupplung nach der Erfindung der verzahnte Teil des Ankers in den Magnetkreis einbezogen. Dadurch wird die nutzbare Fläche des Ankers vergrößert.

Die gesamte, durch die doppelte Durchflutung erhöhte Kupplungskraft wirkt im Vergleich zu der bekannten Reibkupplung an einem größeren Durchmesser, wodurch das übertragbare Drehmoment weiterhin erhöht wird. Die gespannte Feder reißt beim öffnen des Stromkreises den inneren Ankerring von der Leitscheibe ab, so daß die Kupplung schnell öffnet.

Anspruch 2 behandelt eine weitere Ausführungsform der Erfindung mit einer die beiden Ankerringe verbindenden starren Scheibe. Dabei wird das schnelle öffnen der Kupplung durch den zwischen dem inneren Ankerring und der Leitscheibe verbleibenden, beliebig kleinen Luftspalt bewirkt.

Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar. Es zsigt

Fig. 1 einen teilweisen Längsschnitt durch eine Kupplung nach der Erfindung, in Ausschaltstellung,

Fig. 2 die gleiche Kupplung wie Fig. 1, in Einschaltstellung.

Auf der Welle 1 ist der feststehende Magnetkörper 2 mittels eines Kugellagers 3 angeordnet. Eine mit der Welle 1 drehfest verbundene Leitscheibe 4 hat zwei konzentrische, magnetisch isolierende Ringzonen 8 und 9. Bei durchfluteter Leitscheibe bilden sich an der inneren Ringzone 8 ein Polpaar 6, 7 und an der äußeren Ringzone 9 ein Polpaar S, 7 aus. Die Leitscheibe hat eine Stirnverzahnung 13 mit einer ebenfalls verzahnten isolierenden Ringzonc 15. Diese Ringzone kann auch ein Ringspalt sein.

Gegenüber der l.citschcihc 4 ist ein axial beweglicher Ankerkörper 20 angeordnet, welcher mit einer Anschlußplatte 21 drehfest, aber axial beweglich, verbunden ist. Der Ankerkörper weist zwei konzentrische, durch einen Ringspalt 14 voneinander getrennte Ankerringe 10 und 11 auf, die über eine in Ausschalt-

stellung der Kupplung (Fig, I) ebene Federscheibe 29 miteinander verbunden sind. Die äußere Ankerscheibe 10 trägt eine Stirnverzahnung 12, die in der Einschaltsteüung mit der Stirnverzahnung 13 an der Leitscheibe 4 in Eingriff tritt. Der Ankerkörper 20 ist von einer Rückholfeder 16 gehalten. Die Rückholfeder 16 hat Verbindung zu der Anschlußplatte 11. Der Schließweg 510 (Fig. 1) der äußeren Ankerscheibe 10 zur Leitscheibe 4 ist kürzer als der Abstand 511 zwischen der inneren Ankerscheibe 11 und der Leitscheibe bei offener Kupplung.

Die Wirkungsweise der Kupplung ist wie folgt:
Beim Einschalten des Stromes werden beide Ankerscheiben 10 und 11 angezogen, bis die Stirnverzahnungen 12 und 13 ineinandergreifen. In diesem Augenblick ist an der Ankerscheibe 11 noch ein Luftspalt von der Breite 511-510 vorhanden. Die Ankerscheibe 11 wird dann weiter angezogen, bis sie an der Leitscheibe 4 anliegt. Dabei biegt sich die Federscheibe 29 unter der Kraft der Anziehung durch, wie in Fig. 2 dargestellt. Dadurch wird eine zusätzliche Kraft in der Höhe der Federkraft auf die Ankerscheibe 10 übertragen. Die Anpreßkraft der äußeren Ankerscheibe 10 und damit der Stirnverzahnung 12, 13 wird erhöht. Damit wird auch das übertragbare Drehmoment größer.

Beim Ausschalten des Stromes wird zunächst die innere Ankerscheibe durch die Kraft der gespannten Federscheibe 29 von dem inneren Polpaar 6,7 abgerissen, wobei sich die Federscheibe an der Verzahnung

"> abstützt. Durch den entstehenden Luftspalt bricht der Magnetfluß zusammen und die Anzugskraft an der äußßren Magnetscheibe 10 wird schnell zu Null. Die Rückholfedern 16 haben dann keine Magnetkraft mehr zu. überwinden, sondern ziehen lediglich den

tu Ankerkörper 20 in seine in Fig. 1 gezeichnete Ruhestellungander Anschlußplatte 21. Die Rückholfedern 16 können entsprechend schwach bemessen sein und verursachen, im Gegensatz zu der Membranfeder 15 der DT-OS 1964311, keine nennenswerte Schwä-

n chung der Schließkraft der Kupplung.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die ebene Scheibe, die beide Ankerscheiben verbindet, auch starr sein. Zwischen der inneren Ankerscheibe und dem zugehörigen Polpaar 6, 7 verbleibt

2» dann nach dem Einschalten der Kühlung ein beliebig enger Luftspalt, der beim Ausschaltet, des Stromes ein schnelles öffnen der Kupplung bewirkt.

Die Erfindung ist auch anwendbar auf Schleifringkupplungen. Die Leitscheibe mit der Verzahnung ist dann mil dem auf der Welle aufgekeilten Magnetkörper fest verbunden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Elektromagnetisch betätigte Zahnkupplung mit einem Magnetkörper, einer zum Magnetkörper konzentrischer, Welle, einer starr auf der Welle angeordneten und mit einer Stirnverzahnung versehenen Leitscheibe, einem antreibenden bzw. angetriebenen Bauteil, einem gegen die Kraft von Rückholfedern gegenüber dem Bauteil axial verschiebbaren, aus zwei konzentrisch ineinander liegenden Ankerringen bestehenden Ankerkörper, wobei der äußere Ankerring als ein mit dem Bauteil drehfest gekuppelter und mit dem inneren Ankerring in axialer Richtung federnd verbundener Zahnring ausgebildet ist, dessen Schließweg kleiner ist als der in Ausschaltstellung der Kupplung vorhandene Abstand zwischen Leitscheibe und innerem Ankerring, dadurch gekennzeichnet, craß

a) die Leitscheibe (4) mindestens zwei magnetisch isolierende, konzentrische Ringzonen (8) und (9) mit je einem Polpaar (6, 7) und (5, 7) aufweist;

b) der äußere Ankerring (10) dem äußeren Polpaar (5, 7) und der innere Ankerring (11) dem inneren Polpaar (6, 7) magnetisch zugeordnet ist;

c) die beiden Ankerringe (10) und (11) durch einen Ringspalt (14) voneinander getrennt und

d) durch eine ebene Federscheibe (29) miteinander verbunden sind.

2. Elektromagnetisch betätig ^ Zahnkupplung mit einem Magnetkörper, einer zum Magnetkörper konzentrischen Welle, einer starr auf der Welle angeordneten und mit einer Stirnverzahnung versehenen Leitscheibe, einem antreibenden bzw. angetriebenen Bauteil, einem gegen die Kraft von Rückholfedern gegenüber dem Bauteil axial verschiebbaren, aus zwei konzentrisch ineinanderliegenden Ankerringen bestehenden Ankerkörper, wobei der äußere Ankerring als ein mit dem Bauteil drehfest gekuppelter und mit dem inneren Ankerring in axialer Richtung federnd verbundener Zahnring ausgebildet ist, dessen Schließweg kleiner ist als der in Ausschaltstellung der Kupplung vorhandene Abstand zwischen Leitscheibe und innerem Ankerring, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Leitscheibe (4) mindestens zwei magnetisch isolierende, konzentrische Ringzonen (8) und (9) mit je einem Polpaar (6, 7) und (S, 7) aufweist;

b) der äußere Ankerring (10) dem äußeren (S, 7) und der innere Ankerring (11) dem inneren Polpaar (6, 7) magnetisch zugeordnet ist;

c) die beiden Ankerringe (10) und (11) durch einen Ringspalt (14) voneinander getrennt und

d) durch eine ebene, starre Scheibe derart miteinander verbunden sind, daß bei geschlossener Kupplung zwischen dem inneren Ankcrring (11) und der l.eitschcibc (4) ein beliebig enger Luftspalt bleibt.

3. Zahnkupplung nach Anspruch I und 2, da durch gekennzeichnet, daß in dei Stirnverzahnung

(13) derLeitscheibe (4) eine isolierende Ringzone (15) angeordnet ist.