DE2628247A1 - Elektromagnetkupplung - Google Patents

Description

Herne 1, 8000 München 40,

Freiligrathstraße 19 -. . . _ „ _ . Elsenacher Straße 17

Postfach 11« UIpL-IIIg. Π. Π. Β8ΠΓ Pat.-Anw. Betzier

Dipl.-Phys. Eduard Betzier ⁵¹⁰¹⁴ Dlpl.-lng. W. Herrmann-Trentepohl ³⁵³⁰¹³

Telegrammanschrift: Telegrammanschrift:

Bahrpatente Herne PATENTANWÄLTE Babetzpat München

Telex 08229853 Telex 5215380

t~ "1 Bankkonten:

Bayerische Vereinsbank München 952 Dresdner Bank AQ Herne 7-520 Postscheckkonto Dortmund 558 68-467

Ref.: MO 5611 B/hr

In der Antwort bitte angeben

Zuschrift bitte nach:

München Abholfach

Facet Enterprises, Inc.
7030 S. YaIe

Tulsa, Oklahoma 74136 (USA)

Elektromagne tkupplung

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

Die bisher verwendeten Elektromagnetkupplungen weisen ein antreibendes Kupplungsgiied mit einem Anker und ein angetriebenes Kupplungsgiied mit einem Elektromagneten mit zwei Polen auf, die den Anker erfassen, wenn der Elektromagnet mit Strom versorgt ist, so daß das antreibende Kupplungsglied das angetriebene Kupplungsglied mitnimmt. Das Problem bei

609883/08S2 - 2 -

dieser Anordnung besteht darin, daß es schwierig ist, die Pole zum Eingriff mit den Ankern mit gleichmässiger Kraft zu bringen. Sorgfältige Herstellung und Einlaufen sind erforderlich und selbst dann ist eine schlichte Wiederholbarkeit selbst nach dem Einlaufen zu erwarten. Außerdem kann, nachdem die Kupplung entfernt oder in anderer Weise gestört ist, ein vorübergehender Verlust des Drehmomentes auftreten, bis die Kupplung wieder eingelaufen ist. Falls Metallverschleiß an einem Pol auftritt, wird die Kraft an beiden Polen während der Zeit reduziert, in der das Metall zwischen Pol und Anker verbleibt. Ein schlechter Kontakt zwischen Anker und einem oder beiden Polen vergrößert den magnetischen Widerstand im Magnetkreis und reduziert ferner die von den Polen auf den Anker ausgeübte Kraft. Eine Reduktion der von den Polen auf den Anker ausgeübten Kraft führt zu einer geringeren Maximaldrehmomentübertragung vom antreibenden auf das angetriebene Glied.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektromagnetische Kupplung, die hohes Drehmoment überträgt und ein geringes oder überhaupt kein Einlaufen erfordert und über ihre gesamte Lebensdauer eine beträchtlich hohe Drehmomentübertragung aufrecht erhält. Dies erfolgt in einfacher Weise dadurch, daß der äußere Pol mit dem inneren Pol verbunden wird, so daß eine Relativbewegung zwischen den Polen entsteht, so daß beide Pole mit dem Anker unabhängig voneinander in Wechselwirkung treten. Die Verbindung kann mit Hilfe eines nachgiebigen federnden Materials zwischen den Polen erfolgen oder dadurch, daß zwischen ihnen eine Feder vorgesehen wird. Diese Anordnung erlaubt es den Polen, sich in Achsrichtung und etwas radial unabhängig voneinander zu bewegen. Wenn ein Pol aus gutem Kontakt mit dem Anker gedrückt wird, bleibt der andere Pol trotzdem noch in gutem Kontakt.

Die Erfindung schafft eine elektromagnetische Kupplung mit einem antreibenden Kupplungsglied und einem angetriebenen Kupplungs-

609883/0852

glied und einem angetriebenen Kupplungsgiied, einem Anker auf einem dieser beiden Glieder, einem Elektromagneten mit einem Paar von Polen auf dem anderen dieser beiden Glieder zur Schaffung eines Antriebseingriffes zwischen diesen Gliedern bei erregtem Elektromagneten und mit Einrichtungen zum Verbinden der Pole zur Schaffung einer Relativaxialbewegung zwischen den Polen, so daß beide Pole mit dem Anker mit in wesentlich gleicher Kraft in Eingriff kommen.

Die Zeichnungen zeigen in

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

Fig. 2 eine Einzelansicht zur Wiedergabe einer zweiten Ausführungsform.

Nach Fig. 1 enthält die Elektromagnetkupplung gemäß der vorliegenden Erfindung eine Ankeranordnung 1, die auf eine Antriebswelle 3 aufgekeilt ist, sowie eine Magnetfeldanordnung 5, die auf einer Abtriebswelle 7 aufgekeilt ist.Die Ankeranordnung 1 enthält eine Nabe 9, die auf der Antriebswelle 3 mit Hilfe eines Keiles 11 und einer Stellschraube 13 befestigt ist. Ein Rand 15 mit einer Umfangskeilverzahnung 17 ist auf der Nabe 9 mit Hilfe der Scheibe 18 befestigt. Ein Anker 19 weist einen Umfangsflansch 21 mit einer Verzahnung auf dem Innenumfang auf, die mit der Verzahnung 17 auf dem Rand 15 für die Antriebsverbindung der Nabe mit dem Anker und zur Ermöglichung einer axialen Relativbewegung des Ankers auf der Nabe zusammenwirkt. Der Anker 19 besitzt eine Axialöffnung 24 zur Aufnahme der Nabe 9. Eine durch Schrauben 29 auf der Nabe 9 befestigte Feder 25 bewegt den Anker 19 in Achsrichtung auf der Nabe 9 zum Ausrücken der Kupplung.

Die Magnetfeldanordnung 15 besitzt eine Nabe 37, die auf der

- 4 609883/0852

Abtriebswelle 7 mit Hilfe eines Keiles 29 und eines Ringes 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 49 aus nicht-magnetischem elastischen Material, beispielsweise Gummi oder einem Elastomeren, getrennt sind, so daß eine relative Axial- und Radialbewegung der Pole möglich ist.

Ein Elektromagnet 51 besitzt einen kreisförmigen Kern 53 aus MagnetmaterM. mit 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 durch eine Leistungsquelle angeschlossen. Der Elektromagnet 51 ist drehbar auf der Nabe 37 mit Hilfe eines Lagers 59 und Druckbeilagescheiben 61 an jedem Ende des Elektromagneten montiert. Eine Abschlußplatte 63 ist auf dem Kern 53 befestigt. Die Nabe 37 dreht sich relativ zum Elektromagneten 51, wenn die Kupplung eingerückt ist, um die Verwendung eines Schleifringes zur Übertragung der Leistung auf den Elektromagneten zu vermeiden.

Wenn der Elektromagnet erregt ist, verläuft der Kraftfluß vom äußeren Schenkel des Kernes 53 zum äußeren Pol 47, zum Anker 19, zum inneren Pol 45 und zum inneren Schenkel des Kernes 53. Die elastische Verbindung zwischen äußerem Pol 47 und innerem Pol 45 erlaubt es den Polen, sich in Achsrichtung und etwas radial unabhängig voneinander zu bewegen. Wenn einer der Pole außer Kontakt mit dem Anker aus irgendwelchen Gründen gedruckt wird, hält der andere Pol trotzdem guten Kontakt aufrecht.

Bei der in Fig. 2 wiedergegebenen Ausführungsform ist eine Relativbewegung der Pole durch Verzahnungen 65 und 67 auf den Polen 45 bzw. 47 vorgesehen, um eine axiale Relativbewegung der Pole unabhängig voneinander zu ermöglichen. Die Pole s οUten magnetisch voneinander isoliert sein und zwar durch Verwendung eines Überzuges auf der Verzahnung aus einem nicht-magnetischen

- 5 609883/0852

Material oder in anderer geeigneter Weise.

Um die Kupplung einzurücken, wird der Elektromagnet 51 unter Strom gesetzt und die Magnetkraft bewegt den Anker 19 in Achsrichtung auf der Nabe längs der Verzahnungen 17 und 23 in Richtung der inneren und äußeren Pole 45 bzw. 47 zur Schaffung einer Reibungsantriebsverbindung zwischen Anker und 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 Reibungseingriff mit den Polen 45 und 47 und zur Ermöglichung einer Relativdrehung der Ankeranordnung 1 bezüglich der Magnetfeldanordnung 5.

Bei dieser Anordnung erlauben die Verzahnungen 65 und 67 oder das elastische Material 49 den Polen eine Bewegung in Achsrichtung und etwas in radialer Richtung unabhängig voneinander, so daß beide Pole zusammenwirken und guten Kontakt mit dem Anker herstellen. Wenn ein Pol aus dem guten Kontakt mit dem Anker gedrückt wird, bleibt der andere Pol trotzdem in gutem Kontakt.

Die vorliegende Erfindung beseitigt offenbar die Notwendigkeit eines Einlaufs der Kupplung und schafft unmittelbar einen hohen Drehmomentausgang und hält diesen hohen Drehmomentausgang während ihrer Lebensdauer dauernd aufrecht, selbst wenn die Kupplung entfernt oder in anderer Weise gestört wird. Wenn Metall von einem der Pole verschleißt, wird die Kraft nur auf einem Pol während der Zeit reduziert, während der das Metall zwischen dem Pol und dem Anker verbleibt und das hohe Drehmoment nach Entfernen des Metalls wieder hergestellt.

Patentansprüche; - 6 -

609883/0852

Claims (6)

1. Patentansprüche

   Iy Elektromagnetkupplung mit einem Antriebskupplungsglied und einem Abtriebskupplungsglied, einem Anker auf einem der Glieder, einem Elektromagneten mit einem Paar von Polen auf dem anderen der beiden Glieder zur Schaffung eines Antriebseingriffes zwischen den Gliedern bei erregtem Elektromagneten, und mit Einrichtungen zur Verbindung der Pole zur Schaffung einer axialen Relativbewegung zwischen den Polen, so daß beide Pole den Anker mit im wesentlichen gleicher Kraft erfassen können.
2. 2. Elektromagnetkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtungen zur Verbindung der Pole zur Schaffung einer relativen Axialbewegung zwischen den Polen aus elastischem Material bestehen.
3. 3. Elektromagnetkupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Material Gummi ist.
4. 4. Elektromagnetkupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß das elastische Material auch nicht magnetisch ist.
5. 5. Elektromagnetkupplung nach Anspruchi, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtungen zur Verbindung der Pole zur Schaffung einer relativen Axialbewegung zwischen den Polen aus einander gegenüberstehenden Verzahnungen bestehen .
6. 6. Elektromagnetkupplung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch Einrichtungen zur magnetischen Isolation der Pole voneinander.

   609883/0 8 52