DE2628246A1

DE2628246A1 - Elektromagnetkupplung

Info

Publication number: DE2628246A1
Application number: DE19762628246
Authority: DE
Inventors: John Frederick Puro
Original assignee: Purolator Products Co LLC
Current assignee: Purolator Products Co LLC
Priority date: 1975-06-24
Filing date: 1976-06-24
Publication date: 1977-01-20
Also published as: JPS524956A; US4010832A; JPS5510778B2; GB1511456A; FR2317613A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf elektrisch betätigte Reibungseinrichtungen und richtet sich insbesondere auf Elektromagnetkupplungen .

Die bisher benutzten Elektromagnetkupplungen weisen ein gezahntes Antriebskupplungsglied und ein angetriebenes gezahntes Kupplungsglied auf, die bei Erregung eines Elektromagneten gegeneinander bewegt werden, bis ihre Zähne in Eingriff kommen. Eine Feder löst die Zähne, wenn der Slektromagnetjstromlos wird. Ein Restmagnetismus im antreibenden und angetriebenen Kupplungsglied führt dazu, daß die Trennung der Kupplungsglieder behindert werden kann, so daß eine starke Feder erforderlich ist, um den Metall-Metall-Kontakt der Zähne zu unterbrechen. Die gleiche schwere Feder ist erforderlich, um die Kupplungsglieder ein so weites Stück auseinanderzu bewegen, daß sich die Zähne trennen und eine Relativdrehung zwischen den Kupplungsgliedern möglich

609^83/0345

Y/ir die Kupplung durch Erregen des Elektromagneten wieder eingerückt, dann muß die Magnetkraft diese starke Federkraft während der gesamten Bewegung der Kupplungsglieder zum Eingriff der Zähne überwinden können.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Elektromagnetkupplung mit einer neuartigen Feder zum Trennen der Kupplungsglieder voneinander. Die Feder übt eine starke Federkraft zum anfänglichen Unterbrechen der Haftung aus, die ausreicht, um Restmagnetismus und " den Metall-Metall-Kontakt zu überwinden, und eine geringe Federkraft, um die Kupplungsglieder nach dem anfänglichen Trennen derselben weiter getrennt zu halten. Die Feder weist steife Finger einer vergleichsweise geringen Versetzung zum Trennen der Kupplungsglieder auf, wenn die Zähne aufsitzen und leichte Finger mit einer großen Versetzung zum weiteren Trennen der Kupplungsglieder, bis die Zähne vollständig gelöst sind. Die Feder kann aus einer Stahlscheibe oder aus einem anderen Federmaterial ausgestanzt sein und ist deshalb billig und einfach herzustellen. Mit dieser Anordnung kann ein kleiner Magnet Verwendung finden, weil die größere Kraft der Feder nur während des letzten Eingriffs der Kupplungsglieder überwunden werden muß, wenn der Luftspalt im Magnetkreis klein ist.

Die Erfindung schlägt eine Elektromagnetkupplung mit einem Antriebskupplungsglied und einem angetriebenen Kupplungsglied, einem Anker auf einen dieser Glieder und einem Elektromagneten mit einem Paar von Polen auf dem anderen Glied zur Schaffung eines Antriebseingriffes zwischen den Glieder bei erregtem Elektromagneten und Federn zum Lösen des Ankers von den Polen beim Stromloswerden des Elektromagneten vor, wobei Einrichtungen vorgesehen sind, die eine Kraft liefern, welche ausreicht für das anfängliche Abreißen zur Überwindung des Restmagnetismuses, und mit Einrichtungen zur Schaffung einer geringeren Kraft, die ausreicht, um den Anker weiter von den Polen zu trennen und damit die Relativdrehung der Kupplungsglieder zu ermöglihen.

- 3 609883/0345

-i - -ι.

Die Zeichnungen zeigen in

Fig. 1 eine teilweise im Schnitt gezeichnete Seitenansicht einer Elektromagnetkupplung gemäß der vorliegenden Erfindung; und in

Fig. 2 einen Schnitt im wesentlichen längs der Linie

.2-2 der ,Fig. 1.

Nach den Zeichnungen enthält die gemäß der Erfindung ausgebildete und als Ausführungsbeispiel wiedergegebene neuartige Elektromagnetkupplung einen Anker 1, der auf eine Antriebswelle 3 aufgekeilt ist, sowie eine auf eine angetriebene Welle 7 aufgekeilte Magnetfeldanordnung 5. Der Anker 1 enthält eine Nabe 9» die auf der Antriebswelle 3 durch einen Keil 11 und eine Stellschraube 13. befestigt ist. Ein Rand 15 mit einem Keil 17 ist auf der Nabe 9 mit Hilfe einer Scheibe 18 befestigt. Ein Anker 19 weist einen Umfangsflansch 21 mit einem Keil auf dem Innenumfang auf, der mit dem Keil 17 auf den Rand 15 zur Antriebsverbindung der Nabe mit dem Anker und zur Ermöglichung einer Relativaxialbewegung des Ankers auf der Nabe zusammenwirkt. Der Anker 19 besitzt eine Axialöffnung 24 zur Aufnahme der Nabe

Eine gemäß der Erfindung konstruierte neuartige Feder 25 für die Axialbewegung des Ankers 19 auf der Nabe 9 zum Ausrücken der Kupplung weist einen Ring 27 auf, der an der Nabe 9 durch Schrauben 29 befestigt ist, die sich durch eine Öffnung 24 erstrecken. Durch Befestigen der Feder am Anker 1 ist die Feder an einem Reiben auf der Magnetfeldanordnung 5 gehindert. Die Feder weist eine Vielzahl von mit dem Ring 27 einstückigen Fingern 31 und zum Eingriff mit dem Anker 19 auf.

Die Finger 33 sind vergleichsweise breit mit geringer Versetzung und üben eine große Kraft auf den Anker.nur während des anfänglichen Abreissens von der Magnetfeldanordnung 5 aus. Die Finger 33 üben eine Kraft aus, die ausreicht, um den Metall-Metall-Köntakt und Restmagnetkräfte zu überwinden. Die Finger 31 sind

609883/0345 -4-

vergleichsweise schmal mit großer Versetzung und üben eine geringe Kraft auf den Anker während seiner gesamten Axialbewegung auf der Nabe 9 aus. Die Finger 31 üben eine Kraft aus, die ausreicht, um den Anker in Achsrichtung auf der Nabe zu bewegen, nachdem das anfängliche Abreissen durchgeführt ist.

Die Magnetfeldanordnung 5 weist eine Nabe 37 auf, die auf der angetriebenen Welle 7 durch einen Keil 39 und einen Ring 41 mit einer Stellschraube 43 befestigt ist. Die Nabe 37 besitzt einen inneren Pol 45 und einen äußeren Pol 47 aus Magnetmaterial, die durch einen Ring 47 aus nichtmagnetischem Material, beispielsweise Aluminium getrennt sind. Der äußere Pol 47 weist an seinem Umfang Zähne 50 auf, die mit entsprechenden Zähnen 52 auf dem Anker 19 in Eingriff stehen, wenn die Kupplung eingerückt ist.

Ein Elektromagnet 51 besitzt einen ringförmigen Kern 53 aus einem magnetischen Material mit einem im wesentlichen U-förmigem Querschnitt und mit einer Spule 55 zwischen den Schenkeln des U. Die Spule ist an eine elektrische Leitung 57 zur Erregung mit Hilfe einer Stromquelle angeschlossen. Der Elektromagnet 51 ist drehbar auf der Nabe 37 mit Hilfe eines Lagers 59 und Druckbeilagscheiben 61 an jedem Ende des Elektromagneten montiert. Eine Abschlußplatte 63 ist am Kern 53 befestigt. Die Nabe 37 dreht sich relativ zum Elektromagneten 51» wenn die Kupplung eingerückt ist, um die Verwendung von Schleifringen zur Schaffung von Leistung auf den Elektromagneten zu vermeiden.

Wenn der Elektromagnet unter Strom steht, verläuft der Magnetfluß vom äußeren Schenkel des Kerns 53 zum äußeren Pol ,47, vom Anker 19 zum inneren Pol 45 und schließlich zum inneren Schenkel des Kernes 53.

Zum Einrücken der Kupplung wird der Elektromagnet 51 unter Strom gesetzt und die Magnetkraft bewegt den Anker 19 in Achs-

60 9 8 83/0345 -5-

richtung auf der Nabe 9 längs der Keilnuten 17 und 23 in Richtung auf die inneren und äußeren Pole 45 bzw. 47 zum Einrücken der Zähne 52 auf dem Anker mit den Zähnen 50 auf dem äußeren Pol und zur Schaffung einer Antriebsverbindung zwischen dem Anker und den Polen. Zum Ausrücken der Kupplung wird der Elektromagnet 51 stromlos gemacht und die Feder 25 bewegt den Anker 19 in Achsrichtung auf der Nabe 9 zum Lösen der Zähne 50 und 52 und damit zur Ermöglichung einer Relativdrehung der Ankeranordnung 1 und der Magnetfeldanordnung 5. Die Finger 33 liefern eine vergleichsweise große Federkraft zum anfänglichen Abreissen des Ankers 90 von den Polen 45 und 47 unter Überwindung von Restmagnetismus und Metall-Metall-Kontakt der Zähne. Nach dem anfänglichen Abreissen lösen die Finger 33 ihren Kontakt mit dem Anker 19 und die Finger 31 bewegen den Anker in Achsrichtung relativ zur Nabe 9 über eine ausreichende Strecke, um die Zähne 50 und 52 vollständig zu lösen.

Bei dieser Anordnung braucht die zum Einrücken der Zähne 50 und 52 erforderliche Magnetkraft nur die geringe Federkraft der Finger 31 während des größeren Teiles der Bewegung des Ankers 19 in Richtung der Magnetpole 45 und 47 und die große Federkraft der Finger 33 nur während des Endeingriffs der Zähne 50 und 52 zu überwinden, wenn der Luftspalt zwischen den Polen und dem Anker klein ist. Die Feder kann aus einer Stahlscheibe oder einem anderen federnden Material ausgestanzt sein und ist somit billig herzustellen.

- Patentansprüche: -

609883/0345

Claims

.ς.

Patentansprüche

Elektromagnetkupplung mit einem Antriebskupplungsglied und einem angetriebenen Kupplungsglied, einem Anker auf einem dieser Glieder und einem Elektromagnet mit einem Paar von Polen auf dem anderen dieser Glieder zur Schaffung eines Antriebseingriffs zwischen den Gliedern bei erregtem Elektromagneten und mit Federn zum Ausrücken des Ankers von den Polen bei stromlosem Elektromagneten, gekennzeichnet durch Einrichtungen zur Schaffung einer Kraft, die zum anfänglichen Abreissen ausreichen, um Restmagnetismus zu überwinden, und durch Einrichtungen zum Schaffen einer geringeren Kraft, die ausreicht, um den Anker weiter von den Polen zu trennen und damit die Relativdrehbewegung der Kupplungsglieder zu ermöglichen.
2. Elektromagnetkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtungen zur Schaffung der Federkraft, die ausreicht, um das anfängliche Abreissen zu bewirken, nur während dieses anfänglichen Abreissens wirksam ist.
3. Elektromagnetkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtungen zur Schaffung einer Kraft, die für das anfängliche Abreissen ausreicht, aus einer Vielzahl verhältnismäßig breiter Finger besteht, und daß die Einrichtungen zur Schaffung einer geringeren Kraft, die zur weiteren Trennung des Ankers von den Polen ausreicht, aus einer Vielzahl verhältnismäßig schmaler Finger bestehen.
4. Elektromagnetkupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die verhältnismäßig breiten Finger eine geringe Versetzung und die verhältnismäßig schmalen Finger eine große Versetzung aufweisen, so daß die für das anfängliche Abreissen ausreichende Federkraft nur während des

609883/0345 - 7 -

anfänglichen Abreissens wirkt und die geringere Federkraft anschließend zur Wirkung kommt.
5. Elektromagnetkupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Anker und wenigstens einer der Pole Zähne aufweist, die bei erregtem Elektromagneten miteinander in Eingriff kommen, und daß die breiten Finger den Anker aus dem Metall-Metall-Kontakt und die schmalen Finger den Anker so bewegen, daß sich die Zähne lösen und damit die Relativdrehbewegung zwischen den Kupplungsgliedern möglich ist.
6. Elektromagnetkupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das antreibende Glied eine Nabe und eine den Anker mit der Nabe verbindende Keilverbindung aufweist, so daß eine relative Drehbewegung zwischen Nabe und Anker vorhanden ist und daß Einrichtungen zur Befestigung der Feder an der Nabe vorgesehen sind, so daß die Finger mit dem Anker in Eingriff kommen.

609883/0345

Leerseite