DE2916892A1 - Elektromagnetische kupplung - Google Patents

Description

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NACHGEREICHT

R. 5436

28.3.1979 Sa/Sm

ROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 1

Elektromagnetische Kupplung Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer elektromagnetischen Kupplung nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon eine solche Magnetkupplung bekannt, bei der die Ringkammer für die Magnetspule im wesentlichen durch eine Nut gebildet ist, welche zu einer Stirnfläche der einen Kupplungshälfte hin offen ist. Die zweite Kupplungshälfte ist als Scheibe ausgebildet, welche die mit der Magnetspule ausgestattete Ringnut abdeckt. Die Trennebene liegt bei der bekannten Magnetkupplung, also in Richtung der Ringkammerachse gemessen, an der einen Kammerwand, wodurch der Streufluß im Bereich der Trennebene relativ groß ist und daher bei der Auslegung der Magnetkupplung in Rechnung gestellt werden muß. Dadurch baut die Kupplung größer als dies vom Gesamtfluß her erforderlich wäre.

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Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße elektromagnetische Kupplung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß der Streufluß erheblich verringert wird, so daß die Magnetkupplung entscheidend kompakter baut. Dadurch kann die Magnetkupplung auch dort eingesetzt werden, wo dies seither aus Raumgründen nicht möglich gewesen ist. Ein anderer Vorteil ist darin zu sehen, daß bei einem vorgegebenen Raum für die Kupplung ein größeres Moment übertragen werden kann als mit der bekannten Kupplung,

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig"ur 1 einen Stellantrieb mit einer elektromagnetischen Kupplung in Ansicht, wobei ein das Gehäuse des Stellantriebs abdeckender Deckel entfernt ist; Figur 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Figur 1 und Figur 3 ein Diagramm, welches die von der Kupplung übertragbare Kraft in Abhängigkeit von der Lage der Trennebene und der Fovvci des Querschnitts der Spulenkammer bzw. der Querschnitt form der Kupplung zeigt.

Beschreibung der Erfindung

Ein in Figur 1 dargestellter Stellantrieb 10 weist einen Elektromotor 12 auf, dessen Abtriebswelle I¹J mit einer Getriebeschnecke 16 versehen ist, welche mit einem in Figur 2 sichtbaren Schneckenrad 18 kämmt. Das Schneckenrad 18 ist auf einem Lagerzapfen 20 frei

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drehbar, der einstückig mit einem Gehäuse 22 verbunden ist, welches alle Teile des Stellantriebs 10 umgibt. Ein zu dem Gehäuse gehörender Deckel ist nicht dargestellt. Wie Weiter Figur 2 zeigt, ist auf der von dem Gehäuseboden 24 abgewandten Seite des Schneckenrads eine elektromagnetische Kupplung 26 angeordnet, welche im wesentlichen aus zwei gleich ausgebildeten ringförmigen Schalen 28 und 30 aus ferromagnetischem Material und einer Magnetspule 32 besteht. Die beiden ringförmigen Schalen 28 und 30 sind im Querschnitt trogförmig und so zueinander angeordnet, daß die Trogränder 38 und 40 einander zugewandt sind. Die beiden ringförmigen Schalen 28 und 30 bilden die beiden Hälften der Kupplung und schließen eine Ringkammer 34 ein, in welcher die Magnetspule 32 liegt. Durch die identische Ausbildung der beiden Kupplungshälften 28 und 30 ergibt sich eine Trennebene J>6 zwischen den beider Kupplungshälften 28 und 30, welche in Richtung der Ringkammerachse gemessen im Mittelbereich der Kammer 34 liegt. Die Auslegung der elektromagnetischen Kupplung 26 ist so getroffen, daß bei erregter Magnetspule 32 die Trogränder 38 bzw. 40 der Kupplungshälften 28 und 30 aneinander anliegen. Dabei kann es von Vorteil sein, wenn wenigstens die äußeren Trogränder 40 eine Oberflächenstruktur aufweisen. Wie weiter aus Figur 2 ersichtlich ist, bilden die beiden aneinander anliegenden Kupplungshälften 28 und 30 zusammen einen Torus und die von den Kupplungshälften umschlossene Ringkammer 34 hat einen der Kreisform angenäherten Querschnitt.

Die Kupplungshälfte 28 ist mit dem Schneckenrad 18 drehfest verbunden. Auf der von dem Schneckenrad 18 abgewandten Seite der anderen Kupplungshälfte 30 ist eine Scheibe 33 angeordnet, welche drehfest mit der

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Kupplungshälfte 30 verbunden ist. Der Lagerzaofen 20 ist mit einem Montagekanal HH versehen, in welchem die elektrische Zuleitung Π6 für die Magnetspule 32 angeordnet ist. Auf der von der Kupplung 26 abgewandten Seite der Scheibe H2 ragt aus dieser ein Bolzen H8, welcher zwischen Gabelzinken 50 einer Betätigungsstange 52 liegt. Ferner ist die Scheibe 33 mit einer Schaltkurve 5^ versehen, welche auf einen Schalter 56 einwirkt.

Im Betrieb arbeitet das Stellaggregat 10 wie folgt: Wenn der Elektromotor 12 eingeschaltet ist, wird über das Schneckengetriebe 16, 18 und die ebenfalls eingeschaltete elektromagnetische Kupplung 26 sowie über den in einem zwischen den Gabelzinken 50 vorhandenen Schlitz 58 gleitenden Eolzen H8 die Betätigungsstange 52 je nach Drehrichtung des Motors in einer Richtung des Doppelpfeils 60 verschoben; Beim Ausführungsbeispiel muß, wie ersichtlich, das Schneckenrad l8 und die mit der Kupplung 26 verbundene Scheibe ^2 zunächst in Richtung des Pfeils 62 gedreht werden, wodurch die Betätigungsstange 12 um ein bestimmtes Maß in das Gehäuse 22 gezogen wird.

Im vorliegenden Fall dürfte die Drehbewegung der Scheibe '12 etwa 45° betragen. Um diese Schwenkbewegung auffangen zu können, ist die elektrische Zuleitung 46 für die Magnetspule 32 entsprechend gedrillt. Durch die Betätigungsstange 52 wird die Stellbewegung beispielsweise auf den Schließmechanismus einer Tür eines Kraftfahrzeuges übertragen. Durch den Schalter 56 kann beispielsweise der Arbeitsstromkreis des Elektromotors 12 so beeinflußt werden, daß in jeder Endstellung des Bolzens H8 der Arbeitsstromkreis des Elektromotors 12 entsprechend der

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erforderlichen Drehrichtung vorbereitet ist. Es ist jedoch aber auch denkbar, über den Schalter 56 weitere Stellantriebe zu beeinflussen.

Bei dem in Figur 3 dargestellten Diagramm ist an der Ordinate das mit der Kupplung übertragbare Moment N und an der Abszisse d^;.e Durchflutung (Q) aufgetragen. Die durchgezogene Kurve 80 gehört zu einer elektromagnetischen Kupplung, deren Ausgestaltung 82 dem Stand der Technik entspricht, wo die Tennebene zwischen der einen Kupplungshälfte und der anderen Kupplungshälfte an der einen Klammerwand liegt. Bei der mit 86 bezeichneten Ausgestaltung einer anderen Kupplungshälfte liegt die Trennebene zwischen den beiden Hälften im Mittelbereich der Ringkammer. Der Ausgestaltung 86 ist die gestrichelt dargestellte Kurve 88 zugeordnet. Auch bei der dritten Ausgestaltung 92 einer elektromagnetischen Kupplung ist die Trennebene zwischen den beiden" Kupplungshälften im Mittelbereich der Ringkammer angeordnet. Weiter hat der von den beiden Kupplungshälften eingeschlossene Ringraum einen kreisförmigen Querschnitt. Dieser Ausgestaltung der Kupplung ist die strichpunktierte Kurve 9'' zugeordnet. Wie das Diagramm zeigt, läuft die Kurve 80 relativ flach, während die beiden Kurven 88 und 9^ relativ steil und bis zu einem gewissen Punkt im wesentlichen parallel ansteigen. Von diesem Punkt ab steigt lediglich noch die Kurve 9** weiter an. Daraus ist ersichtlich, daß mit einer elektromagnetischen Kupplung, bei der die Trennebene zwischen den beiden Kupplungshälften im Mittelbereich der Ringkammer liegt, ein erheblich höheres Drehmoment übertragen werden kann, als dies bei einer

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bekannten elektromagnetischen Kupplung der Fall ist. Darüber hinaus wird noch eine weitere Verbesserung des
Wirkungsgrades einer solchen elektromagnetischen Kupplung erreicht, wenn der von den Kupplungshälften umschlossene Ringraum einen kreisförmigen Querschnitt hat. Die Verbesserung des Wirkungsgrades der erfindungsgemäßen Kupplung wird zum großen Teil auf eine erhebliche Verringerung des sogenannten Streuflusses zurückgeführt.

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Claims (4)

1IMACHQEREICHT 28.3.1979 Sa/Sm ROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 1 Ansprüche

1. Elektromagnetische Kupplung, mit einer von den beiden magnetisch leitenden Kupplungshälften in einer Ringkammer umschlossenen Magnetspule, wobei die Trennebene zwischen den beiden Kupplungshälften quer zur Achse der Ringkammer angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennebene (36) in Richtung der Ringkammerachse gemessen im Mittelbereich der Ringkammer liegt.

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Kupplungshälfte (28 bzw. 30) als ringförmiger Trog ausgebildet ist und daß bei erregter Magnetspule (32) die Trogränder (38 bzw. kO) aneinander anliegen.

3. Kupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein vorzugsweise äußerer Trogrand eine Oberflächenstruktur aufweist.

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4. Kupplung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die von den beiden Kupplungshälfte (28 bzw. 30) umschlossene Ringkammer (3¹O für die Magnetspule (32) einen der Kreisform möglichst angenäherten Querschnitt aufweist.

5· Kupplung nach einem der Ansprüche 2 bis '*, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kupplungshälften (23 bzw 30) gleich ausgebildet sind und zusammen einen Torus bilden.

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