-
Elektromagnetisch geschaltete Zweiflächenkupplung bzw. Bremse Die
Erfindung bezieht sich auf eine elektromagnetisch geschaltete Zweiflächenkupplung,
bzw. Bremse in kurzer Bauform, wo über einen Magnetkörper die Kraftlinien vom Magneten
über die Druckscheibe mit einliegendem Reibwerkstoff und Zwischenreibscheibe mit
nierenförmigen Durchbrüchen zur Ankerscheibe mit einliegendem Reibwerkstoff und
zurück von der Ankerscheibe über die Zwischenscheibe und Druckscheibe zum Magneten
geführt werden.
-
Es gibt in der Praxis bzw. im Maschinenbau Antriebsprobleme, wo ein
schnelles Einschalten und schnelles Abschalten von angetriebenen Elementen erforderlich
ist. Man bedient sich bei diesen Antriebs-Kuppel-Systemen vielfach der auf dem Markt
angebotenen Einflächenkupplungen, die gegenüber Lamellenkupplungen bedeutend kürzer
bauen und somit einen kurzen Einbauraum
benötigen. Es hat sich in
der Vergangenheit jedoch gezeigt, dass der zur Verfügung stehende kleine Einbauraum
als Massstab für die Auswahl der Einflächenkupplung angenommen wurde und dem tatsächlich
auftretenden Drehmoment weniger Beachtung geschenkt wurde. Die Folge war, dass die
eingebaute Kupplung im Betrieb zum Rutschen kam und die Funktion der Maschine in
Frage gestellt war.
-
Man hat versucht, vorstehende Mängel dadurch zu beseitigen, indem
Druckscheibe und Ankerscheibe doppelt durchflutet wurde indem die Druckscheibe auf
zwei Teilkreisen nierenförmige Durchbrüche erhielt und die Ankerscheibe auf einem
Teilkreis, der in der Mitte vorstehender Teilkreise liegt, ebenfalls nierenförmige
Durchbrüche erhielt. Damit wurden die Kraftlinien in eine sogenannte Windungsform
gebracht und die Anpresskraft der Ankerscheibe um ca. 30% erhöht.
-
Doch das somit erzielte höhere Drehmoment der Kupplung um ca.
-
30% reichte in manchen Fällen noch nicht aus, um eine 100%ige Funktion
der Maschinejzu gewährleisten.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, vorstehend aufgeführte Mängel zu beseitigen
und eine Kupplung bzw. Bremse zu schaffen, die in ca. gleicher Baulänge der Einflächenkupplung
eine doppelte Leistung gegenüber der letzteren überträgt.
-
Erfindungsgemäss ist es dadurch gelöst, indem zwischen Druckscheibe
und Ankerscheibe eine Zwischenreibscheibe mit nierenförmigen Durchbrüchen angeordnet
ist die mit einer Innenverzahnung oder mit Mitnehmernocken auf einer Trägerbuchse
mit gleicher Verzahnung axial verschiebbar, jedoch unverdrehbar angeordnet ist.
Im ausgeschalteten Zustand der Kupplung wird die Ankerscheibe in der Ruhelage gehalten.
-
Ankerscheibe und federnde Ringscheibe sind beispielsweise mittels
Nieten miteinander verbunden, die Ringscheibe mittels Schrauben und Distanzbuchsen
an der Druckscheibe gehaltert.
-
Die Halterung der Zwischenreibscheibe nach vorstehend angeführter
Ausführung ist nicht allein hierauf beschränkt, sondern es kann auch eine Zwischenreibscheibe
mit aussenliegenden Mitnehmernocken eingesetzt werden, die. in einem mit Nuten versehenen
Topfgehäuse aufgenommen und axial verschiebbar ist.
-
Die Ankerscheibe ist in diesem Fall mit einer federnden Ringscheibe,
z.B. mit 3 Nieten verbunden und die Ringscheibe auf gleichem Nietkreisdurchmesser
mit z.B. 3 Nieten um 600 versetzt an den Flansch mit Nabe, die mit der Druckscheibe
verschraubt ist, vernietet.
-
Die Zwischenreibscheibe kann anstelle der nierenförmigen Durchbrüche
in zwei Ringscheiben geteilt und mit einem unmagnetischen Zwischenring drehfest
verbunden werden.
-
Die Ausführung der Kupplung braucht nicht auf die Anordnung mit einem
mitlaufenden Magnetkörper mit Schleifringen beschränkt sein, sondern es kann auch
ein feststehender Magnetkörper ohne Schleifringe verwendet werden.
-
Mit der erfindungsgemässen Lösung ist eine Zweiflächenkupplung bzw.
Bremse geschaffen, die somit das doppelte Drehmoment gegenüber einer Einflächenkupplung
mit ca. gleicher Baulänge überträgt.
-
Die Erfindung wird anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen
erläutert.
-
Es zeigen: Figur 1 elektromagnetisch schaltbare Zweiflächenkupplung
mit einem mitumlaufenden Magnetkörper mit Schleifringen und einer Zwischenreibscheibe
mit aussenliegenden Mitnehmernocken in einem Gehäuse geführt, im Axialschnitt.
-
Figur 2 elektromagnetisch schaltbare Zweiflächenkupplung mit einem
mitumlaufenden Magnetkörper mit Schleifringen und einer Zwischenreibscheibe mit
innenliegender Mitnehmerverzahnung bzw. Mitnehmernocken auf einem Träger geführt,
im Axialschnitt.
-
Figur 3 elektromagnetisch schaltbare Zweiflächenbremse mit feststehendem,
z.B. anschraubbarem Magnetkörper und einer Zwischenreibscheibe mit innenliegender
Mitnehmerverzahnung bzw. Mitnehmernocken, auf einem Träger geführt, im Axialschnitt.
-
Figur 4 elektromagnetisch schaltbare Zweiflächenkupplung bzw.-Bremse
mit einer Zwischenreibscheibe mit innenliegender Mitnehmerverzahnung bzw. Mitnehmernocken
auf einem Träger geführt, im Axialschnitt.
-
Figur 5 elektromagnetisch schaltbare Zweiflächenkupplung bzw.
-
Bremse mit einer Zwischenreibscheibe und aussenliegenden Mitnehmernocken,
in einem Gehäuse geführt, im Axialschnitt.
-
Die Zweiflächenkupplungen bzw. Bremsen gemäss der Erfindung sind wie
folgt aufgebaut: Die Zweiflächenkupplung mit Schleifringen nach Figur 1 besteht
aus dem Magnetkörper 1 mit Spule 2, den Schleifringen 3 mit Isolierringen 4 und
Reibbelageinlage 5. An den Magnetkörper 1
ist die Nabe 6 mit Flansch
7 mittels Schrauben 8 angeschraubt und bilden einen U-förmigen, nach aussen offenen
Rahmen. Zwischen Magnetkörper 1 und Flansch 7 ist die Zwischenreibscheibe 9 mit
nierenförmigen Durchbrüchen 10 und Aussennocken 11, sowie die Ankerscheibe 12 und
Ringfeder 13 angeordnet. Die Aussparung in der Ankerscheibe ist mit Reibwerkstoff
14 ausgefüllt.
-
Die Ringfeder 13 ist mittels 3 Nieten, auf dem Lochkreis 15 um 1200
versetzt, an dem Flansch 7 befestigt. Die Ankerscheibe 12 wiederum ist an die Ringfeder
13 ebenfalls mit 3 Nieten 16 auf dem Lochkreis 15 um 1200 versetzt befestigt. Die
3 Nieten im Flansch 7 liegen zwischen den 3 Nieten in der Ankerscheibe 12, so dass
diese 6 Nieten im Winkel von 600 auseinander liegen. Die Durchgangslöcher 17 im
Flansch 7 dienen als gewisse Zentrierung der Ankerscheibe 12 über den Nietkopf 18
der Nieten 16 bei der Montage. Die Zwischenreibscheibe 9 wird aussen in dem beizustellenden
Gehäuse 19 zentriert. Die Nocken 11 werden in den Nuten 20 des Gehäuses 19 geführt.
Dasselbe wird an ein ab- oder antreibendes Element, wie Riemenscheibe, angeschraubt.
-
Die Zweiflächenkupplung mit Schleifringen nach Figur 2 besteht aus
Magnetkörper 21 mit Spule 22, den Schleifringen 3 mit Isolierringen 4 und Reibbelag
5. An dem Magnetkörper 21 sind Befestigungsnocken 23 vorgesehen, an die mittels
Schrauben 24 die Distanzbuchsen 25 und Ringfeder 26 fest verschraubt werden.
-
An letztere ist die Ankerscheibe 27 mit Reibbelag 28 mittels Nieten
29 angenietet. Auf dem Träger mit Verzahnung oder Stegen 31 ist die Zwischenreibscheibe
32 mit ihrer Innenverzahnung oder innenliegenden Nocken 33 unverdrehbar, jedoch
axial verschiebbar gehaltert. Die Zwischenreibschebe 32 weist ebenfalls nierenförmige
Durchbrüche 34 auf. Die Ausführung zeigt eine Bauform mit nach innen offenem U-förmigem
Rahmen;
Die Zweiflächenbremse nach Figur 3 besteht aus dem Magnetkörper
35 mit Anschraub-Gewindelöchern 36, sowie Spule 37 und Reibbelag 5, sowie Befestigungsnocken
38. Der Magnetkörper 35 kann an eine bearbeitete Fläche am Maschinenkörper befestigt
werden. Die weitere Aufbaubeschreibung ist die gleiche wie nach Figur 2 mit den
Bezugszahlen 24 bis 34.
-
Die Zweiflächenkupplung bzw. Bremse nach Figur 4 und Figur 5 besteht
aus zwei Gruppen und zwar einer rotierenden, die das Drehmoment überträgt und einer
drehfesten, die mit Magnetkörper und Spule mittels Lagerelementen auf der Antriebswelle
gelagert ist, oder an den Maschinenkörper angeschraubt werden kann, in der Zeichnung
nicht dargestellt.
-
Das rotierende Teil nach Figur 4 besteht aus der Druckscheibe 39 mit
Nabe 40 und Aussparung 41, sowie den Befestigungsnocken 42. Ferner weist die Druckscheibe
nierenförmige Aussparungen 43 auf und eine Aussparung für den Reibwerkstoff 44.
An die Nocken 42 ist mittels Schrauben 24 und Distanzbuchsen 25 eine Federscheibe
26 und an die Federscheibe 26 mittels Nieten 29 die Ankerscheibe 27 befestigt. Eine
Aussparung in derselben nimmt den Reibwerkstoff 28 auf. Die Zwischenreibscheibe
32 mit nierenförmigen Durchbrüchen 34 wird auf dem Träger 30 und einer Verzahnung
oder Stegen 31 mit der Innenverzahnung oder innenliegenden Nocken 33 drehfest, jedoch
axial verschiebbar gehaltert.
-
Die Ausführung zeigt eine Bauform mit nach innen offenem, U-förmigem
Rahmen.
-
Das drehfeste Teil mit Magnetkörper 45 und angeformtem Befestigungsflansch
46 sowie Spule 47 ist z.B. an einem Flansch 48 befestigt, der mittels Lagerelementen
auf der Welle gelagert und drehfest gehaltert wird (die Halterung ist in der Zeichnung
nicht dargestellt) oder an den Maschinenkörper angeschraubt werden kann (in der
Zeichnung nicht dargestellt).
-
Für das drehfeste Teil nach Figur 5 gilt das gleiche wie bei Figur
4 beschrieben.
-
Das rotierende Teil nach Figur 5 besteht aus der Druckscheibe 49 mit
Nabe 50-und Aussparung 51, sowie den nierenförmigen Durchbrüchen 52 und einer Aussparung
für den Reibwerkstoff 53.
-
An die Druckscheibe 49 ist ein Bund 54 mit Flansch 55 mittels Schrauben
56 angeschraubt und bildet somit einen U-förmigen, nach aussen offenen Rahmen. Zwischen
Druckscheibe 49 und Flansch 55 ist die Zwischenreibscheibe 57 mit nierenförmigen
Ausnehmungen 58 und Aussennocken 59, sowie die Ankerscheibe 60 und Ringfeder 61
angeordnet. Die Aussparung in der Ankerscheibe ist mit Reibwerkstoff 62 ausgefüllt.
-
Die Ringfeder 61 ist mittels 3 Nieten, auf dem Lochkreis 62 um 1200
versetzt, an dem Flansch 55 befestigt. Die Ankerscheibe 60 wiederum ist an die Ringfeder
61 ebenfalls mit 3 Nieten 66, auf dem Lochkreis 63 um 1200 versetzt befestigt. Die
Nieten im Flansch 55 liegen zwischen den 3 Nieten in der Ankerscheibe 60, so dass
diese 6 Nieten im Winkel von 600 auseinander liegen.
-
Durchgangslöcher 64 im Flansch 55 dienen als gewisse Zentrierung der
Ankerscheibe 60 über den Nietkopf 65 der Nieten 66 bei der Montage. Die Zwischenreibscheibe
57 wird aussen in dem beizustellenden Gehäuse 67 zentriert. Die Nocken 59 werden
in den Nuten 68 -des Gehäuses 67 geführt. Dasselbe wird an ein ab- oder antreibendes
Element, wie Riemenscheibe angeschraubt.
-
Die Funktion der Zweiflächenkupplung bzw. Bremse ist folgende: bei
Erregung des Magneten wird die Reibverbindung zwischen Druckscheibe, Zwischenreibscheibe
und Ankerscheibe durch die Anpresskraft der Ankerscheibe geschlossen. Die Ringfeder
wird beim Anzug der Ankerscheibe leicht durchgebogen und erhält eine Federkraft,
die die Ankerscheibe beim Ausschalten des Erregerstromes sofort in die Ruhelage
zurückholt.
-
Die nierenförmigen Durchbrüche in der Druckscheibe und Zwischenreibscheibe
gewährleisten die Bildung eines Nord-und Südpoles im Magnetsystem.