DE2948728A1

DE2948728A1 - Elektromagnetisch schaltbare einflaechen-kupplungs-brems-kombination

Info

Publication number: DE2948728A1
Application number: DE19792948728
Authority: DE
Inventors: Rudolf Schneider; Siegfried 7992 Tettnang Winkelmann
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1979-12-04
Filing date: 1979-12-04
Publication date: 1981-06-11
Also published as: US4387794A; FR2471517A1; FR2471517B1; DE2948728C2; IT1145673B; IT8050233A0; BE886499A; CH652810A5

Description

ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN - Aktiengesellschaft -

7990 Friedrichshafen

Elektromagnetisch schaltbare Einflächen-Kupplungs-

Brems-Kombination

130Ü24/0238

Akte: 5662

ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN - Aktiengesellschaft -

7990 Friedrichshafen

Titel; Elektromagnetisch schaltbare Einflächen-Kupplungs-Brems-Kombination

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektromagnetisch schaltbare Einflächen-Kupplungs-Brems-Kombination, welche aus zwei im wesentlichen spiegelbildlich zueinander angeordneten Kupplungen besteht/ wobei eine der Kupplungen als Bremse arbeitet, und wie sie insbesondere bei Webmaschinenantrieben Verwendung findet.

Für Antriebszwecke, z.B. zum Antrieb von Webmaschinen werden vielfach Kupplungs-Brems-Kombinationen benötigt, hohe Drehmomente zu übertragen,, gestatten, restmomentfrei abschaltbar sind, schnell geschalten werden können,wenig Raum beanspruchen und zumindest abtriebsseitig ein geringes Trägheitsmoment besitzen. Außerdem sollen sie mechanisch sehr robust sein und Wechselmomente übertragen können, dabei eine einfache Montage ermöglichen und wartungsarm arbeiten. Einige dieser Erfordernisse werden durch das Zusammenfassen je einer Kupplung und je einer Bremse zu einer Kupplungs-Brems-Einheit erreicht. Dabei werden zwei an sich identische Kupplungen im wesentlichen spiegelbildlich angeordnet und zusammengeschlossen, wobei die Magnetkörper mit Hilfe von zentralen Befestigungsscheiben mit dem feststehenden Gehäuse drehfest verbunden sind. Bei einer bekannten Kupplungs-Brems-Kombination (siehe Siemens-Katalog KB, Teil 8 · 1979, S. 10) ist die Ankerscheibe der Kupplungsseite an einem Bauteil der Antriebsseite über eine Membranfeder drehfest und axial beweglich befestigt und ist mit diesem Bau-

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teil drehbar, während die Ankerscheibe der Bremsseite feststehend, also nicht rotierbar und nur durch die Membranfeder axial beweglich am Gehäuse befestigt ist. Die beiden Rotoren, die Kupplungsscheibe und die Ankerscheibe sind dabei auf der Abtriebswelle dreh- und verschiebfest angebracht und spannen zwischen ihren Innenstirnflächen den Innenring eines auf der Abtriebswelle aufgeschobenen Wälzlagers zwischen sich axial fest. Der Außenring des Wälzlagers ist zwischen den beiden Magnetkörpern festgespannt, wobei sich gleichzeitig die Magnetkörper mitsamt den dr-i Befestigungsscheiben über dieses Wellenlager auf der Abtriebswelle abstützen. Mit Hilfe von am Gehäuse befestigten und gleichzeitig in eine der Befestigungsscheiben hineinreichenden Bolzen sind die miteinander verbundenen Magnetkörper verdreh gesichert, können sich jedoch axial verschieben, um eine Verspannung des Wälzlagers zu vermeiden. Um diese Lagerung der Magnetkörper auf der Abtriebswelle zu ermöglichen, muß die Abtriebswelle anderweitig entsprechend gelagert sein, was eine entsprechende Baugröße in axialer Richtung voraussetzt. Wird nun eine besonders axiale Platzersparnis benötigt, also eine der radialen Lagerungsstellen in Frage gestellt, so ist eine Umkehr der Abtriebswelle-Magnetkörper-Gehäuse, also ein Lagern der Abtriebswelle über die Magnetkörperbefestigung am Gehäuse bei dieser bekannten Kupplungs-Brems-Kombination nicht möglich, da die Verbindung der Magnetkörper mit dem Gehäuse nur sehr labil ist. Auch ist der Zu^ov/ sammenschluß der Magnetkörper über drei Befestigungsscheiben sehr aufwendig und benötigt in axialer Richtung relativ viel Platz.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kupplungs-Brems-

Kombination anzugeben, welche sehr klein baut und eine Lagerung der Abtriebswelle über seine Bauteile« und damit die Einsparung einer der radialen Lagerungen der Abtriebswelle^ermöglicht. Sie soll mechanisch sehr

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robust sein, eine einfache Montage und Einstellung ermöglichen und wartungsarm arbeiten.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit einer Kupplungs-Brems-Kombination mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Die Kupplungs-Brems-Kombination 6 nach der Erfindung besteht dabei aus einem einzigen, direkt am Gehäuse radial und axial unbeweglich befestigten Magnetkörper, welcher mittensymmetrisch ausgebildet ist und welcher an seinen beiden Stirnseiten die beiden Spulen einschließt. Die beiden Rotoren, die Kupplungsscheibe und die Bremsscheibe sind ebenfalls zu einem Bauteil über in ihrem Nabenteil axial geführte Schrauben dreh- und verschiebfest miteinander verbunden und verspannen gleichzeitig zwischen sich den Innenring eines Wälzlagers, dessen Außenring seinerseits sich in dem glatten Innendurchmesser des Magnetkörpers frei eingeschoben abstützt. In dem Innendurchmesser der Rotorgruppe ist die Abtriebswelle dreh- und verschiebfest angeordnet, wodurch ein direktes, radiales Sichabstützen der Abtriebswelle samt der auf ihr befestigten Rotorgruppe mit Hilfe des Wälzlagers auf dem nunmehr mit dem Gehäuse fest verbundenen Magnetkörper stattfindet.

Der Magnetkörper besitzt erfindungsgemäß in seiner Mitte eine schmale, radial bis mindestens zum äußeren Durchmesser der Magnetspulen reichende Ausnehmung, welche ein Streuen des Magnetflusses verringern soll.

Gemäß einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist es besonders vorteilhaft, den Magnetkörper aus zwei spiegelsymmetrischen Teilen zusammenzusetzen, ° was große fertigungstechnische Vorteile bringt.

Gemäß einer anderen Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist die Abtriebswelle über ein an sich bekanntes

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Spannelement mit der Rotorgruppe fest verbunden. Dies bringt den Vorteil, daß eine genaue, axiale Einstellung der Rotorgruppe zu dem Magnetkörper während der Montage schnell und einfach vorgenommen werden kann. 5

Um besonders kleine Abmessungen in radialer Richtung, bei Beibehaltung relativ hoher Drehmomente, zu erhalten, sind die Ankerscheiben und die Rotoren für eine Doppeldurchflutung ausgerüstet (DT-GM 69 49 530), was auch in radialer Richtung eine sehr gedrungene Bauweise ermöglicht.

Um eine besonders robuste Befestigung des Magnetkörpers am Gehäuse zu erhalten, ist erfindungsgemäß am Gehäuse ein im wesentlichen topfförmiger Befestigungsflansch befestigt, an welchem einerseits der Magnetkörper befestigt ist und andererseits die Ankerscheibe der Bremsseite über seine Membranfeder angebracht ist.

*0 Weitere Merkmale der Kupplungs-Brems-Kombination nach der Erfindung werden im folgenden in Verbindung mit dem in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispiel erläutert.

*5 in der Zeichnung ist die erfindungsgemäße Kupplungs-Brems-Kombination in einem axialen Schnitt dargestellt, wobei nur die obere Hälfte dieses Schnittes zu sehen ist.

Die in der Zeichnung dargestellte Kupplungs-Brems-Kombination 6 besteht aus einem spiegelsymmetrischen Magnetkörper 18, welcher aus einer linken Hafte 13 und einer rechten Hälfte 23 zusammengesetzt sein kann. In der Mitte, im Falle seiner Zweiteilung auf Höhe der

Trennfläche 19, ist eine radial geführte und bis zum

äußeren Durchmesser von im Magnetkörper 18 vorgesehenen Magnetspulen 14 und 22 reichende Ausnehmung 20 vorgesehen. Desweiteren besitzt der Magnetkörper 18 Durch-130024/0238

lasse 15, welche zum Durchführen der Spulenenden dienen. Der Magnetkörper 18 ist über Schrauben 17 an einem Befestigungsflansch 24 angebracht, welcher seinerseits über Schrauben 35 an einem Gehäuse 32 befestigt ist. Zwei Rotoren, eine Kupplungsscheibe 12 und eine Bremsscheibe 27 umschließen den Magnetkörper 18 an seinen beiden Spulenseiten und sind an ihrem Nabenteil mit Hilfe von Schrauben 38 zu einer Rotorgruppe 37 miteinander verbunden, wobei sie gleichzeitig zwischen sich den Innenring 3 eines Kugellagers 4 axial festspannen. Die Rotorgruppe ist mit ihrem Innendurchmesser 39 auf einer Abtriebswelle 40 dreh- und verschiebbar angeordnet. In der Nabenseite der Rotorgruppe 37 ist eine Ausnehmung 2 vorgesehen, in welcher ein Spannelement 1 angeordnet ist, mit Hilfe dessen die Rotorgruppe 37 auf der Abtriebswelle 40 radial und axial unverschieblich festgespannt sind. Das Kugellager 4 ist mit seinem äußeren Ring 5 in dem Innendurchmesser 34 des Magnetkörpers 18 frei verschieblich angeordnet, ein axiales Verspannen verhindernd. Eine Brems-Ankerscheibe 28 ist in bekannter Weise über eine Membranfeder 29, eine Befestigungsscheibe 30 und Schrauben 33 drehfest, aber axial verschieblich am Befestigungsflansch 24 angebracht. In gleicher Weise ist eine Kupplungs-Ankerscheibe 10 über eine Membranfeder 9, eine Befestigungsscheibe 8 und Schrauben 33 an einer Riemenscheibe 7, dem Abtriebselement, befestigt. Zwischen den Stirnseiten des Magnetkörpers 18 und den Rotorinnenflachen ist ein Luftspalt 25 vorgesehen. Die Ankerscheiben und die Rotoren sind in bekannter Weise durch Ausnehmungen bzw. durch in der Zeichnung nicht dargestellte, unmagnetische Einlagen so ausgebildet, daß eine Doppeldurchflutung erreicht wird, wie dies durch den Magnetfluß 11 ersichtlich wird.

Bei Anlieferung ist die erfindungsgemäße Kupplungs-Brems-Kombination im wesentlichen bereits zusammengebaut, und zwar in drei kleinen Baugruppen, also zwei-

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mal die Ankerscheibe mit zugehöriger Membranfeder und Befestigungsscheibe und eine größere Baugruppe, die Rotorgruppe mit in ihr eingeschlossenem, axial losem Magnetkörper 18 und natürlich dem Spannelement 1. Bei Montage wird nun an dem bereits am Gehäuse 32 festgeschraubten Befestigungsflansch 24 zuerst eine Ankerscheibengruppe (28, 29, 20) befestigt, danach wird auf die Abtriebswelle 40 die Rotorgruppe samt Magnetkörper 18 aufgeschoben, wobei der Magnetkörper mit den Schrauben 17 an dem Befestigungsflansch 24 festgeschraubt wird. Anschließend wird die Stellung der Rotorgruppe zu dem Magnetkörper beispielsweise über den Abstand der Leitbleche der Rotoren zu dem Befestigungsflanschteil des Magnetkörpers und somit die Luftspalte 25 genau eingestellt, wonach über Festziehen des Spannelementes 1 diese Baugruppe auf der Abtriebswelle 40 festgespannt wird. Die zweite Ankerscheibengruppe (10, 9, 8) wird an der Riemenscheibe 7 befestigt und zusammen mit dieser in die gewünschte · axiale Einbauposition gebracht. Es wird folglich durch sehr einfache, robuste Bauteile, durch eine schnelle und einfache, axiale Einstellmöglichkeit eine einfache Montage ermöglicht, also auch ein verspannungsfreies Lagern der Abtriebswelle über den Magnetkörper reali giert.

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L e e r s e i t e

Claims

ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN - Aktiengesellschaft -

7990 Friedrichshafen

Titel: Elektromagnetisch schaltbare Eiriflächen-Kupplungs-Brems-Kombination

SCHUTZANSPRÜCHE

1. Elektromagnetisch schaltbare Einflächen-Kupplungs-Brems-Kombination, insbesondere für Webmaschinenantriebe/ bestehend aus zwei im wesentlichen spiegelbildlich zueinander angeordneten Kupplungen, wobei eine der Kupplungen als Bremse arbeitet, mit je einem mit dem Gehäuse verbundenen, ortsfesten Magnetkörper, mit einem auf der Antriebswelle befestigten Rotor mit je einer über eine Membranfeder mit dem Antriebsteil bzw. dem Gehäuse verbundenen Ankerscheibe und mit einem im wesentlichen zwischen Antriebswelle und Magnetkörper angeordneten Kugellager, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Magnetkörper (13, 23) zu einem einzigen tragenden, direkt am Gehäuse (24, 32) befestigten Magnetkörper-Bauteil (18) zusammengeschlossen sind, daß die zwei Rotoren (Kupplungsscheibe 12 und Bremsscheibe 27) axial miteinander dreh- und verschiebfest verbunden sind, eine Rotorgruppe (37) bildend, und gleichzeitig den Innenring (3) des Kugellagers (4) zwischen sich festspannend,

daß die Rotorgruppe (37) über das Kugellager (4) an dem glatten Innendurchmesser (34) des Magnetkörpers (18) radial abgestützt ist, und

daß im Innendurchmesser (39) der Rotorgruppe (37) die Abtriebswelle (4£X ,drehr ,und ,ygrschiebfest angeordnet ist.

Aktei 5662 - 2 -

ORIGINAL INSPECTED

Kupplungs-Brems-Kombination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetkörper (18) aus zwei spiegelsymmetrischen Hälften (13, 23) besteht, welche gemeinsam direkt am Gehäuse (24, 32) befestigt sind.

3. Kupplungs-Brems-Kombination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtriebswelle (40) über ein Spannelement (1) mit der Rotorgruppe (37) fest verbunden ist.

4. Kupplungs-Brems-Kombination nach Anspruch 1, da-

durch gekennzeichnet, daß Rctor (12, 27) und Ankerscheibe (10, 28) in an sich bekannter Weise für eine magnetische Doppeldurchflutung (Magnetfluß 11)' ausgelegt sind.

5. Kupplungs-Brems-Kombination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Gehäuse (32) und Magnetkörper (18) ein Befestigungsflansch (24) angeordnet ist.

6. Kupplungs-Brems-Kombination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Mitte des Magnetkörpers (18) eine schmale, radial bis mindestens zum äußeren Durchmesser der Magnetspulen (19, 22) reichende Ausnehmung (20) vorgesehen ist.

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