DE2948728C2 - Elektromagnetisch schaltbare Einflächen-Reibungs-Kupplungs- und -Brems-Kombination - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektromagnetisch schaltbare Einflächen-Reibungs-Kupplungs- und -Brems-Kombination, welche aus zwei im wesentlichen spiegelbildlich zueinander angeordneten Magnetkörpern besteht, die mit einem Gehäuse drehfest verbunden sind. Derartige Kupplungs-Brems-Kombinationen finden insbesondere bei Webmaschinenantrieben Verwendung.

Für Antriebszwecke, z. B. zum Antrieb von Webmaschinen werden vielfach Kupplungs-Brems-Kombinationen benötigt, die geeignet sind, hohe Drehmomente zu übertragen und die restmomentfrei abschaltbar sind. Außerdem sollen sie schnell geschaltet werden können, wenig Raum beanspruchen und zumindest abtriebsseitig ein geringes Trägheitsmoment aufweisen. Weiter 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 elektromagnetisch schaltbaren Kupplung un^i je einer ebenso schaltbaren 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 (Siemens-Katalog KB, Teil S 1979, S. 10) ist die Ankerscheibe der Kupplungsseite an einem Bauteil der Antriebsseite über eine Membranfeder drehfest und axial beweglich befestigt und mit diesem Bauteil drehbar, während die Ankerscheibe der Bremsseite feststehend, also nicht verdrehbar 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 Wälzringes ist zwischen den beiden Magnetkörpern festgespannt, wobei sich gleichzeitig die Magnetkörper mitsamt den drei Befestigungsscheiben über dieses Welienlager auf der Ab'riebswelle abstützen. Mit Hilfe von am Gehäuse befestigten und gleichzeitig in eine der Befestigungsscheiben hineinreichenden Bolzen sind die miteinander verbundenen Magnetkörper gegen Verdrehen gesichert. Sie 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 entsprechend gelagert sein, was eine entsprechende Baugröße in axialer Richtung voraussetzt. Wird nun eine besonders axiale Platzersparnis benötigt, also eine der radialen Lagerungsstellcn in Frage gestellt, so ist eine Umkehr der Abtriebswelle-Magnetkörper-Gehäusc, 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 Zusammenschluß der Magnelkörpcr über drei Befestigungsscheiben sehr aufwendig und benötigt in axialer Richtung relativ viel Platz.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kupplungs-Brems-Kombination anzugeben, die sehr klein gebaut werden kann und bei der eine Lagerung der Abtriebswelle über seine Bauteile und damit die Einsparung einer der radialen Lagerungen der Abtriebswelle möglich ist. Sie soll mechanisch sehr 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 nach der Erfindung weist dabei einen einzigen, direkt am Gehäuse radial und axial unbeweglich befestigten Magnetkörper auf, 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 verschiebefest miteinander verbunden. Sie verspannen zwischen sich den Innenring eines Wälzlagers, dessen Außenring sich an dem glatten Innendurchmesser des Magnetkörpers frei eingeschoben abstützt. In dem Innendurchmesser der Rotorgruppe ist die Abtriebswelle dreh- und verschiebefest angeordnet,

wodurch ein direktes, radiales Sichabstiitzen 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 gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung in seiner Mitte eine schmale, radial bis mindestens zum äußeren Durchmesse/ der Magnetspulen reichende Ausnehmung, welche ein Streuen des Magnetflusses verringern soll.

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

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

Um eine besonders robuste Befestigung des Magnetkörpers am Gehäuse zu erhallen, 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.

Weitere Merkmale der Kupplungs-Brcms-Kombination nach der Erfindung werden im folgender, in Verbindung mit dem in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispiel erläutert.

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-Brcms-Kombination 6 besteht aus einem spiegelsymmcirischen Magnetkörper 18, welcher aus einer linken Hälfte 13 und einer rechten Hälfte 23 zusammengesetzt sein kann. In der Mitte, im Falle seiner Zweiteilung auf Höhe der Trennfläche 19, ist eine radial gefühlte und bis zum äußeren Durchmesser von im Magneikörper 18 vorgesehenen Magnetspulen 14 und 22 reichende Ausnehmung 20 vorgesehen. Des weiteren besitzt der Magnetkörper 18 Durchlässe 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 Kugeliagers 4 axial festspannen. Die Rotorgruppe ist mit ihrem Innendurchmesser 39 auf einer Abtriebswelle 40 dreh- und verschiebbar angeordnet. In der Nabenseite der Rotergruppe 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 verschiebüch 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 Rotorinnenffächen 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 is' die erfindungsgemäße Kupplungs-Brems-Kombination im wesentlichen bereits zusammengebaut, und zwar in drei kleinen Baugruppen, also zweimal 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 Befestigungsfiansch 24 zuerst eine Ankerscheibengruppe (28, 29, 20) befestigt, danach wird aiif die Abtriebswelle 40 die Rotorgruppe samt Magnetkörper 18 aufgeschoben, wobei der Magnetkörper mit den Schrauben 17 an dem Befeitigungsflansch 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 Spännelementes 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 Magneikörper realisiert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Elektromagnetisch schaltbare Einflächen-Reibungs-Kupplungs- und -Brems-Kombination, insbesondere für Webmaschinenantriebe, bestehend aus > zwei spiegelbildlich zueinander angeordneten Magnetkörpern, die mit einem Gehäuse drehfest verbunden sind und jeweils einen mit einer getriebenen Welle fest verbundenen Rotor aufweisen, der axial zwischen Magnetkörper und je einer m über eine Membranfeder mit einer treibenden Kupplungshälfte bzw. dem Gehäuse verbundenen Ankerscheibe angeordnet ist, sowie ruit einem zwischen getriebener Welle und Magnetkörpern angeordneten Kugellager, dadurch gekenn- '"> zeichnet, daß

a) die beiden Magnetkörper (13, 23) zu einem einzigen tragenden, direkt sm Gehäuse (24, 32) befestigten Magnetkörper-Bauteil (18) zusammengeschlossen sind, ·?«

b) die zwei Rotoren (Kupplungsscheibe 12 und Bremsscheibe 27), axial miteinander dreh- und verschiebfest verbunden, eine Rotorgruppe (37) bilden und gleichzeitig den Innenring (3) des Kugellagers (4) zwischen sich festspannen, -·'<

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

d) im Innendurchmesser (39) der Rotorgruppe (37) die getriebene Welle (40) dreh- und verschieb- '<> fest angeordnet ist.

2. Kupplungs-Brems-Kombination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die getriebene Welle (40) über ein Spannelement (1) mit der Rotorgruppe (37) fest verbunden ist. )5

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

4. Kupplungs-Brems-Kombination nach An- ■"' spruch 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.