DE2804884A1

DE2804884A1 - Magnetkupplung

Info

Publication number: DE2804884A1
Application number: DE19782804884
Authority: DE
Inventors: Helmut Ing Grad Espenschied; Horst Keuerleber
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1978-02-04
Filing date: 1978-02-04
Publication date: 1979-08-16
Also published as: GB1602627A

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Magnetkupplung nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Es sind bereits Magnetkupplungen, beispielsweise für kleine servomotorische Antriebe bekannt, die zwei Kupplungsteller aufweisen, die mit Stiften bzw. Bohrungen versehen sind. Die zur Betätigung der Magnetkupplung erforderliche Magnetspule ist dabei jedoch fest mit einem Kupp lungs te Her verbunden, läuft also mit diesem um. Dies bedeutet, daß die Stromzuführungen zu der Magnetspule als Schleifringe ausgebildet werden müssen, was in vielen Fällen zu Störungen, etwa bei Verschmutzung führen kann. Weiterhin ist es bei Magnetkupplungen für Servoantriebe erforderlich, daß diese Kupplungen schnell gelöst werden können. Dies ist jedoch bei Kupplungen mit umlaufender Magnetspule schlechter möglich, da bei einem plötzlichen Lösen der Magnetkupplung die Masse der Magnetspule abgebremst werden muß.

Es sind weiterhin Magnetkupplungeη bekannt, bei denen der Kraftschluß von einem KupplungsteHer auf den anderen durch Kugeln hergestellt wird, die in entsprechend bemesse-ne Bohrungen greifen. Dies hat jedoch den Nachteil, daß durch die Verwendung von Kugeln beim Aufbau der Kupplung viele Teile erforderlich sind, daß die Kugeln einen größeren Hub des Magneten erfordern, was bei kompakter Bauweise der Magnetkupplung unerwünscht ist und daß schließlich aufgrund der unvermeidbaren fertigungstechnischen Toleranzen nicht sichergestellt werden kann, daß immer alle Kugeln in Eingriff sind, es kann vielmehr sicher höchstens mit dem Tragen von lediglich zwei Kugeln gerechnet werden.

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Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Magnetkupplung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruches hat demgegenüber den Vorteil, bei feststehender Magnetspule eine axiale und zentrische Betätigung der Kupplung zu ermöglichen. Hierdurch wird die Stromversorgung der Magnetspule erleichtert und die Kupplung kann besonders kompakt aufgebaut werden.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen der im Hauptanspruch angegebenen Magnetkupplung möglich.

So wird in einer bevorzugten Ausführungsform der Magnetkupplung der Kraftschluß vom Anker auf den Kupplungsteller über ein metallisches und ein Kunststoffteil hergestellt, wodurch der Verschleiß vermindert wird. Besonders vorteilhaft ist die Auslenkung des Kupplungstellers durch eine im Anker federnd angeordnete Druckplatte. Diese Kraftübertragung über ein federndes Element gleicht Fertigungstoleranzen aus j kompensiert den im Betrieb auftretenden Abrieb, sorgt durch Vorspannung für einen festen Sitz der eingerückten Kupplung und begrenzt schließlich das übertragbare Kupplungsmoment, da die Kupplung bei Auftreten eines zu hohen Momentes dann entsprechend einer Überlastkupplung durchrutschen kann.

Durch die Unterteilung des Luftspaltes zwischen Anker und Magnetspule in einen Haupt- und einen Nebenluftspalt wird ein stetiges Anwachsen der Magnetkraft erreicht.

Eine besonders gute Wirkung wird erzielt, wenn die federnd angebrachte Druckplatte einen Kontaktknopf aufweist, der bei eingerückter Kupplung einen elektrischen Kontakt schließt, der als Haltekontakt für die Kupplung verwendet werden kann.

In einer weiteren besonders bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung sind die Kupplungsteller mit Bohrungen bzw. balligen Stiften versehen, wobei die Stifte derart ausgeformt sind,

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daß die vorhandene axiale Kraft, resultierend aus der radialen Kraft, beim Lösen der Kupplung progressiv ansteigt. Die Anzahl der Stifte bzw. Bohrungen beträgt dabei in vorteilhafter Weise drei oder fünf, um ein "schwimmendes" Greifen der Kupplung zu ermöglichen.

Die erfindungsgemäße Magnetkupplung kann keineswegs nur mit konzentrischer Magnetspule aufgebaut werden, die Magnetspule kann sich vielmehr auch seitlich versetzt zur Kupplung befinden, wobei dann die Kraftübertragung auf den Kupplungsteller über einen Hebelmechanismus erfolgt.

Zeichnungen

Eine Ausfuhrungsform einer erfindungsgemäßen Magnetkupplung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 ein Schnittbild durch eine Magnetkupplung; Fig. 2 einen Ausschnitt aus Fig. 1 für den Betriebszustand der eingerückten Kupplung.

Beschreibung der Erfindung

In Fig. 1 ist mit 10 eine Magnetkupplung angedeutet, die einen ersten Kupplungsteller 11 und einen zweiten Kupplungsteller 12 aufweist. Der erste Kupplungsteller 11 trägt einen Zahnkranz 13, in den ein Schneckenrad IiJ eines hier nicht näher dargestellten Antriebes greift. Der zweite Kupplungsteller 12 sitzt auf einer Abtriebswelle 15. Der Kraftschluß vom ersten Kupplungsteller 11 zum zweiten Kupplungsteller 12 wird durch ballige Stifte 16 bzw. Bohrungen 17 hergestellt, wie dies in Fig. 2 im Ausschnitt für den eingerückten Zustand der Magnetkupplung vergrößert dargestellt ist. Die Bohrungen 17 werden dabei in vorteilhafter Weise durch eine gehärtete Lochscheibe

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gebildet, die in den im übrigen aus Kunststoff bestehenden ersten Kupplungsteller 11 eingesetzt ist. Ist die Magnetkupplung 10 nicht angesteuert, sorgt eine Wellscheibe 19 für ein Auseinanderrücken der Kupplungsteller 11, 12. Die Magnetkupplung 10 ist in einem Gehäuse 20 untergebracht, in dem eine Magnetspule 21 mit einer Wicklung 22 raumfest angeordnet ist. Zum Einrücken des ersten Kupplungstellers 11 ist ein Anker 23 vorgesehen, der aus einer runden Ankerplatte 24 besteht, die in der Mitte eine hohlzylindrische Ausformung 25 aufweist, die vom Innenraum der Magnetspule 21 geführt ist. Die hohlzylindrische Ausformung 25 ist an ihrem Rand umgebogen und umschließt eine runde Druckplatte 26, die von einer Feder 27 gehalten wird, die ihrerseits durch Spaltnietung in der hohlzylindrischen Ausformung 25 festgehalten wird. Der Innenraum der Magnetspule 21 ist vorzugsweise von einer Hülse 28 aus nichtmagnetischem Material ausgekleidet, die kragenartig aus dem Innenraum auf die der Ankerplatte 24 zugewandten Seite der Magnetspule 21 herausragt.

Bei ausgerückter Magnetkupplung 10, d.h. unerregter Magnetspule 21 befinden sich zwischen der Magnetspule 21 und der Ankerplatte 24 ein Luftspalt 29- Wird nun die Magnetspule erregt, bewegt sich die Ankerplatte 24 auf die Magnetspule 21 zu. Hierbei ist zunächst neben dem "Hauptluftspalt" 29 ein "Nebenluftspalt" durch die Hülse 28 wirksam. Dies bewirkt, daß die Kupplung bereits am Anfang eine ausreichende Anzugskraft besitzt. Die kragenartige Umbiegung der Hülse 28 bewirkt zudem, daß die Ankerplatte 24 nicht vollständig auf der Magnetspule 21 aufliegen kann, sondern daß ein Restluftspalt bestehen bleibt. Hierdurch wird ein Kleben des Ankers 23 an der Magnetspule 21 verhindert. Bewegt sich nun der Anker 23 in axialer Richtung auf den ersten Kupplungsteller 11 zu, wird Kraft von der Druckplatte 26 auf den ersten KupplungsteHer 11 ausgeübt, der im Berührungspunkt dieser

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beiden Teile pilzartig ausgeformt ist. Die Kraftübertragung erfolgt daher nur an einem Punkt und der Anker 23 kann ebenfalls im Raum stehenbleiben. Der erste Kupplungsteller 11 besteht abgesehen von der gehärteten Lochscheibe 18 aus einem Kunststoff, vorzugsweise Polyamid, und die Druckplatte 26 besteht aus Stahlblech. Durch die "Verwendung eines metallischen Teiles und eines Kunststoffteiles für die Herstellung des Kraftschlusses wird ein "Fressen" der Kraftschlußglieder vermieden und der Abrieb soweit wie möglich herabgesetzt. Durch die Kraft, die nun von der Druckplatte 26 auf den ersten Kupplungsteller 11 ausgeübt wird, wird die vorgespannte Feder 27 zusammengedrückt. Dies bewirkt, daß der zwar geringe, aber unvermeidbare Abrieb am ersten Kupplungsteller 11 kompensiert wird und daß der erste KupplungsteHer 11 im eingerückten Zustand einen festen Sitz hat. Außerdem bewirkt die Kraftübertragung über ein federndes Glied, daß das von der Kupplung übertragbare Moment begrenzt wird. Die Stifte 16 auf dem zweiten Kupplungsteller 12 sind nämlich so ausgebildet, daß beim Lösen der Kupplung eine axiale Kraftkomponente entsteht, die mit dem Ausrücken der Kupplung ansteigt. Würde nun ein zu hohes Moment auf die Kupplung einwirken, würden die balligen Stifte 16 aus den Bohrungen 17 herausrutschen und die axiale Kraft würde bei überschreiten eines Grenzmomentes die Federkraft der Feder überwinden, die Kupplung würde mithin anfangen zu rutschen. Will man die Magnetkupplung 10 schnell lösen, wie dies bei Servorantrieben häufig der Fall ist, wird der Lösungsvorgang durch die an den balligen Stiften 16 auftretenden Axialkräfte unterstützt. Da zudem die Magnetspule 21 raumfest angeordnet ist, kann die Magnetkupplung 10 sehr schnell gelöst werden.

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Kontakt-

Die Druckplatte 26 trägt schließlich noch einen isolierenden/ knopf 30, der dann einen elektrischen Kontakt zwischen zwei Kontaktzungen 31 erlaubt, wenn die Kupplung eingerückt ist, und der Anker sich von den Kontaktzungen 31 entfernt hat. Dieser Schließerkontakt kann in vorteilhafter Weise als Haltekontakt für die Magnetkupplung 10 verwendet werden.

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Claims

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24.1.1978 Wt/Hm

ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO STUTTGART 1

Ansprüche

( 1.) Magnetkupplung mit einem axial beweglichen ersten Kupplungsteller und einem einen den ersten Kupplungsteller bewegenden Anker in einer Magnetspule, dadurch gekennzeichnet j daß der erste Kupplungsteller (11) auf seiner einem zweiten Kupplungsteller (12) abgewandten Seite in seiner Drehachse pilzartig ausgeformt ist und daß der Anker (23) an dem pilzartig ausgeformten Teil des ersten Kupplungstellers (11) angreift.
2. Magnetkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der pilzartig ausgeformte Teil des ersten Kupplungstellers (11) aus Kunststoff, vorzugsweise Polyamid und der daran angreifende Teil des Ankers (23) aus Metall besteht.

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3. Magnetkupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß die Magnetspule (21) koaxial um die Drehachse der Magnetkupplung (10) raumfest angeordnet ist und daß der Anker (23) eine kreisförmige Ankerplatte (24) mit zentrischer hohlzylindrischer j von dem Innenraum der Magnetspule (21) geführter Ausformung aufweist, die eine von einer vorgespannten Feder (27) gehaltene Druckplatte (26) umschließt, die auf dem pilzartig geformten Teil des ersten Kupplungstellers (11) aufliegt.
k. Magnetkupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum der Magnetspule (21) mit einer Hülse (28) aus nichtmagnetischem Material ausgekleidet ist.
5. Magnetkupplung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckplatte (26) mit einem Kontaktknopf (30) versehen ist, der im eingerückten Zustand der Magnetkupplung (10) einen elektrischen Kontakt zwischen zwei Kontaktzungen (31) erlaubt.
6. Magnetkupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetspule seitlich der Kupplungsteller (11, 12) angeordnet ist und daß der Anker (23) über einen vorgespannten Hebel auf den pilzartig geformten Teil des ersten Kupplungstellers (11) einwirkt.

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7. Magnetkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Kupplungsteller (12) geformte Stifte (16) und der erste Kupplungsteller (11) Bohrungen (17) aufweist.
8. Magnetkupplung nach Anspruch 7> dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Stifte (16) bzw. Bohrungen (17) drei oder fünf ist.
9. Magnetkupplung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausformung der Stifte (16) ballig ausgebildet ist, so daß die beim Lösen der Magnetkupplung (10) übertragene axiale Kraftkomponente progressiv ansteigt.
10. Magnetkupplung nach einem der Ansprüche 7 bis 9> dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kupplungsteller (11) aus Kunststoff besteht und die Bohrungen (17) als gehärtete Lochscheibe (18) ausgeführt ist.

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