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Elektromagnetisches
Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisches Gerät, insbesondere eine elektromagnetische
Kupplung oder Bremse, bei der ein angetriebenes Glied von einem Elektromagneten
in reibende Berührung mit einer auf einer Antriebswelle angeordneten Reibscheibe
gezogen wird.
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Bei einer elektromagnetischen Kupplung oder Bremse ist es wesent lich,
den Spalt zwischen einer Reibscheibe und einer angetriebenen Scheibe konstant zu
halten. Nach einer Benützung über eine lange Zeit wird der Spalt aufgrund des Verschleißes
der Reibscheibe fortschreitend größer, wodurch es lange dauert bis die Reibscheibe
und die angetriebene Scheibe einander berühren. Im Extremfall kann die Reibscheibe
die angetriebene Scheibe nicht berühren.
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Gemäß einer Lösung dieses Problems ist ein einteiliger Federsitz für
den an der Welle angeordneten, angetriebenen Ring vorgesehen, während ein zweiteiliger
Gleitring im Federsitz sitzt. Der Gleitring wird durch eine Ringfeder unter einem
vorgegebenen Druck gegen den Federsitz gedrückt. Zwischen dem Gleitring und dem
Federsitz ist eine Rückholfeder angeordnet, die den Gleitring gegen die Reibscheibe
drückt, um den Spalt zwischen der Reibscheibe und der angetriebenen Scheibe automatisch
nachzustellen. Diese Konstruktion ist jedoch kompliziert. Es kommt hinzu, daß bei
Ausübung einer außergewöhnlichen Kraft, etwa einer Schwingung oder eines Stoßes,
auf das elektromagnetische Gerät der Gleitring verschoben wird, wodurch der Spalt
zwischen der Reibscheibe und der angetriebenen Scheibe vom vorgegebenen Wert weg
verändert wird.
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Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein elektromagnetisches
Gerät zu schaffen, etwa eine elektromagnetische Kupplung oder Bremse, die von einfacher
Konstruktion ist und den Spalt zwischen der Reibscheibe und der angetriebenen Scheibe
auf einem bestimmten Wert auch dann halten kann, wenn das elektromagnetische Gerät
einer außergewöhnlichen Kraft unterworfen ist, etwa einer Schwingung oder einem
Stoß, und wenn die Reibscheibe abgenützt ist.
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Erfindungsgemäß ist ein elektromagnetisches Gerät vorgesehen, bestehend
aus einer auf einer Welle angeordneten Reibscheibe, aus einem auf einer angetriebenen
Welle angeordneten, angetriebenen und axial verschiebbaren Glied, wobei das angetriebene
Glied
der Reibscheibe mit einem bestimmten Spalt dazwischen im nicht betätigten Zustand
gegenübersteht, und aus einem Elektromagneten, der das angetriebene Glied in Berührung
mit dem Reibglied zieht, dadurch gekennzeichnet, daß gegenüber der Reibscheibe ein
an der Seite des angetriebenen Glieds befestigter Federsitz vorgesehen ist, daß
das radial innere Ende des Federsitzes umgebogen ist zur Bildung eines ringförmigen
Zwischenraums zwischen dem angetriebenen Glied, der angetriebenen Welle und dem
Federsitz, daß in dem ringförmigen Zwischenraum ein Gleitring enthalten ist, daß
der Gleitring mit einem Reibglied versehen ist, das die angetriebene Welle reibend
berühren kann, und daß eine Feder zwischen dem Federsitz und dem Gleitring angeordnet
ist, wodurch der Gleitring durch den Federsitz der Reibscheibe hin bewegt wird,
wenn das angetriebene Glied in reibende Berührung mit der Reibscheibe gebracht wird.
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Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben
sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung.
Darin zeigt: Fig. 1 einen Längsschnitt einer elektromagnetischen Kupplung nach der
Erfindung; Fig. 2 eine Draufsicht eines Ausführungsbeispiels eines beim Ausführungsbeispiel
verwendeten Gleitrings; Fig. 3 einen Schnitt des in Fig. 2 gezeigten Gleitrings
entlang der Linie III-III;
Fig. 4 eine Draufsicht eines abgeänderten
Gleitrings; Fig. 5 einen Schnitt des in Fig. 4 gezeigten Gleitrings entlang der
Linie IV-IV; Fig. 6 eine Draufsicht eines weiteren Ausführungsbeispiels des Gleitrings.
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Die in Fig. 1 gezeigte, elektromagnetische Kupplung enthält eine Antriebswelle
1, die mit einer nicht gezeigten Antriebseinrichtung verbunden ist, und eine an
eine nicht gezeigte Belastung gekuppelte, angetriebene Welle 2. Am inneren Ende
der Antriebswelle ist eine rotierende Scheibe 3 angeordnet. Ein Elektromagnet 6
mit einer Erregungsspule 5 ist auf der Antriebswelle 1 durch ein Lager 4 angeordnet
und steht der rotierenden Scheibe 3 gegenüber. Das Lager 4 ist an der Welle 1 gegen
axiale Bewegung durch einen Schnappring 8 in einer Ringnut 8 an der Außenfläche
der Welle 1 befestigt. Der Elektromagnet 6 wird an einer Bewegung in axialer Richtung
dadurch gehindert, daß seine Hülse 23 durch eine Vielzahl von Schrauben 24 an einem
Träger 22 befestigt ist.
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Zur Aufnahme einer Reibscheibe 10 ist eine ringförmige Ausnehmung
9 an der Seitenfläche 3a der rotierenden Scheibe 3 ausgebildet.
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An der Außenfläche der angetriebenen Welle 2 ist eine Vielzahl von
axialen Keilnuten 11 ausgebildet. Jede Keilnut hat an ihrem inneren Ende einen konischen
Abschnitt 11a, der dem inneren Ende der Antriebswelle 1 zugewendet ist, und hat
an ihrem äußeren Ende eine radiale Schulter 11b. Auf den Keilnuten 11 ist ein
angetriebenes
und axial verschiebbares Glied 12 angeordnet. Das angetriebene Glied 12 hat eine
ringförmige Scheibe 13 und einen an die Innenseite 13a der ringförmigen Scheibe
13 angeschweißten Anker 14. Ein mit den Keilnuten 11 in Eingriff stehendes Innenzahnrad
15 ist am inneren Umfang der ringförmigen Scheibe 13 befestigt. Ein ringförmiger
Federsitz 17 ist an der Außenseite der ringförmigen Scheibe 13 durch Schrauben 16
befestigt. Das radial innere Ende des Federsitzes 17 ist zum Zusammenarbeiten mit
den Keilnuten 11 umgebogen. Ein Gleitring 18 ist in einem Zwischenraum angeordnet,
der durch die eine Seitenfläche des Zahnrads 15, die Umfangsfläche der Nuten 11
und die Innenfläche des umgebogenen Endes des Federsitzes 17 begrenzt wird. Wie
in Fig. 2 und 3 gezeigt, ist ein Teil des Gleitrings 18 abgeschnitten und es ist
ein Reibglied 19 aus Gummi oder aus einem synthetischen Ring oder irgendeinem anderen
geeigneten Reibmaterial mit der inneren, zylindrischen Fläche des Gleitrings 18
verbunden. Eine Rückholfeder 20 ist zwischen dem Gleitring 18 und dem Federsitz
17 angeordnet. Der Reibungswiderstand zwischen dem Gleitring 18 und den Keilnuten
11 ist so gewählt, daß er kleiner ist als der vom Elektromagneten auf das angetriebene
Glied 12 ausgeübte, magnetische Zug, jedoch größer ist als die von der Rückholfeder
20 ausgeübte Kraft.
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Bei dem in Fig. 4 und 5 gezeigten, abgeänderten Ausführungsbeispiel
des Gleitrings 18a wird statt einem bandförmigen Reibglied 19 ein Reibring 19a mit
kreisförmigem Querschnitt in einer Nut 21 an der Innenseite des Gleitrings 18a angeordnet.
Es ist ersichtlich,
daß der Gleitring in eine Vielzahl von gekrümmten
Abschnitten geteilt werden kann, die durch einen elastischen Ring in einer kreisförmigen
Anordnung verbunden werden. Alternativ können, wie in Fig. 6 gezeigt, ein Gleitring
18b und ein Reibring 19b die Form von ununterbrochenen Ringen annehmen. Ferner kann
das Reibglied, wenn es aus einem Kunstharz hergestellt ist, durch Aufbacken eines
Films aus diesem Kunstharz auf die Innenfläche des Gleitrings gebildet werden.
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Die beschriebene, elektromagnetische Kupplung arbeitet in der folgenden
Weise: Wenn der Elektromagnet 6 durch die Wirkung der Rückholfeder 20 nicht erregt
ist, wird der Anker 14 des angetriebenen Glieds 12 durch einen vorgegebenen Spalt
g von der Reibscheibe 10 getrennt gehalten. Somit ist die angetriebene Welle 2 von
der Antriebswelle 1 getrennt. Unter diesen Bedingungen wird das angetriebene Glied
12 gegen die rechte Seitenwand des Gleitrings 18 gedrückt, während die linke Seitenwand
des Gleitrings 18 der Innenfläche des Federsitzes 17 mit einem Spalt g dazwischen
gegenüberliegt.
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Aufgrund einer Erregung des Elektromagneten 6 wird das angetriebene
Glied 12 durch den Elektromagneten 6 angezogen, wodurch der Anker 14 in reibende
Berührung mit der Reibscheibe 10 kommt. Unterstellt man,daß die Reibscheibe nicht
abgenätzt ist, und daß der Spalt g zwischen dem Anker 14 und der Reibscheibe 10
einen bestimmten Wert hat, so berührt das linke Ende des Gleitrings 18 die Innenfläche
des Federsitzes 17. Die Stellung des Gleitrings 18
wird jedoch nie
verändert.
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Sofern jedoch die Reibscheibe 10 abgenützt ist und der Spalt g zwischen
ihr und dem Anker 14 vergrößert ist, wird der Anker 14 bei Erregung des Elektromagneten
6 nach rechts bewegt bis er die Scheibe berührt, sogar nachdem der Federsitz 17
dazu gebracht wurde, die linke Seite des Gleitrings 18 zu berühren. Mit anderen
Worten, unter diesen Bedingungen wird der Gleitring18 um einen Abstand zur Scheibe
hin bewegt, der gleich der Spaltzunahme ist, und bildet auf diese Weise einen Spalt
zwischen dem angetriebenen Glied 12 und dem Gleitring18.
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Wenn der Elektromagnet 6 aberregt wird, wird das angetriebene Glied
12 durch die Rückholfeder zurückgezogen. Sofern jedoch das bewegliche Glied 12 angehalten
wird, wenn es die rechte Seite des Gleitrings 18 berührt, wird der Spalt zwischen
der Reibscheibe 10 und dem Anker 14 immer auf dem vorgegebenen Wert gehalten.
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Wenn die Abnützung der Reibscheibe 10 zunimmt, wird der Gleitring
18 um einen Abstand zur Reibscheibe hin bewegt, der gleich der Verschleißzunahme
ist, wodurch immer ein konstanter Spalt g eingehalten wird.
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Obwohl die Erfindung in Begriff einer elektromagnetischen Kupplung
beschrieben wurde, ist es offensichtlich, daß sie auch bei einer elektromagnetischen
Bremse angewendet werden kann.
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Wie oben beschrieben, sieht die Erfindung ein verbessertes, elektromagnetisches
Gerät vor, das einen konstanten Spaltzwischen einer Reibscheibe und einem angetriebenen
Glied unabhängig von der Abnützung der Reibscheibe aufrecht erhalten kann, wodurch
eine konstante Betätigungszeit sichergestellt wird. Die Konstruktion des Gleitrings
ist viel einfacher als diejenige des Standes der Technik, so daß der Gleitring leicht
eingebaut werden kann.
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Da das Reibglied an der Innenseite des Gleitrings befestigt ist, kann
darüber hinaus das Reibglied äußere Stöße oder Schwingungen aufnehmen, um eine unzulässige
Bewegung des Gleitrings und hierdurch eine Veränderung des Spalts zwischen der Reibscheibe
und dem angetriebenen Glied zu vermeiden.