DE3212305C1 - Elektromagnetisch betätigbare Reibungskupplungs-Brems-Kombination - Google Patents

Description

• übertragen werden, so wird die Wicklung 5 des Kupplungsteils 15 bei nicht eingeschaltetem Bremsen teil 16 erregt. Hierdurch bildet sich ein magnetischet Fluß 22 aus, der durch das Rückschlußjoch 20, der Magnetkörper 4, und - wegen eines Luftspalts 18 -den Rotor 7 sowie wegen des unmagnetischen Einsatzes 9 die Ankerscheibe 11 den aus der Zeichnung ersichtlichen Lauf nimmt Wird hingegen die Wicklung 6 des Bremsenteils if bei nicht eingeschaltetem Kupplungsteil 15 erregt, dann bildet sich ein magnetischer Fluß 23 über das Rückschlußjoch 20, den Magnetkörper 4, und - wegen eines Luftspalts 19 - über den Rotor 8 und wegen des unmagnetischen Einsatzes 10 die Ankerscheibe 12 aus und nimmt den aus der Zeichnung ersichtlichen Verlauf.
• Bei Aktivierung des Kupplungsteils 15, also bei erregter Wicklung 5, wird die Ankerscheibe 11 an die entsprechenden Reibflächen des Rotors 7 in Richtung des Pfeils 17 angedrückt. Bei Aktivierung des Bremsenteils 16, also bei erregter Wicklung 6, wird die andere Ankerscheibe 12 entgegen der Richtung des Pfeils 17 an die entsprechenden Reibflächen des Rotors 8 angedrückt.
• Beim Umschalten des aktivierten Kupplungsteils 15 auf das Bremsenteil 16 wird die Wicklung 5 des Kupplungsteils 15 vom Strom abgetrennt, die Wicklung des Bremsenteils 16 wird mit Übererregung beaufschlagt, wodurch der magnetische Fluß 23 sehr groß wird. Dieser sehr hohe Magnetfluß kann nicht vollständig durch das Rückschlußjoch 20 hindurchtreten, weil dieses in bezug auf den bei Übererregung auftretenden, hohen Fluß unterdimensioniert ist. Ein Teil des hohen Magnetflusses fließt deshalb als Teilfluß 24 in den Magnetkreis des Kupplungsteils 15 und wirkt dem dort gerade im Abbau befindlichen magnetischen Fluß 22 entgegen. Hierdurch wird der Abbau des Flusses 22 in erheblichem Maß beschleunigt, Wirbelströme werden unterdrückt. Im Versuch ergab sich eine Reduzierung der vorher erzielbaren Abschaltzeit um 20%.
• Umgekehrt wirkt bei vorher eingeschaltetem Bremsenteil 16 eine Einschaltung des Kupplungsteils 15 nach erfolgter Abschaltung des Bremsenteils 16 auf gleiche Weise. Auch hier wird mit Übererregung gearbeitet, wodurch der Fluß 22 sehr groß wird und wegen der Unterdimensionierung des Rückschlußjochs 20 nicht vollständig durch dieses hindurchtreten kann. Es bildet sich der Teilfluß 24 aus, der dem im Abbau befindlichen, magnetischen Fluß 23 entgegenwirkt und jede Wirbelstromausbildung unterdrückt. Hierdurch ist eine nahezu verzögerungsfreie Einschaltung des Antriebs gegeben.
• Der Magnetkörper 4 ist bei dem Ausführungsbeispiel einstückig ausgeführt. Er kann aber ebenso zweistückig ausgeführt und beispielsweise entlang einer Trennfläche 21 zusammengesetzt sein.
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Claims (3)

1. Patentansprüche: 1. Elektromagnetisch betätigbare Reibungskupplungs-Brems-Kombination mit einem Magnetkörper, der im wesentlichen spiegelbildlich angeordnete, für die Ausbildung zweier Magnetkreise vorgesehene Wicklungen aufweist, die zusammen mit Ankerscheiben dem Kupplungs- bzw. Bremsenteil zugeordnet sind, mit einem einzigen für die beiden Magnetkreise gemeinsamen Rückschlußjoch (20), dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlußjoch (20) nur für den bei Normalerregung einer der beiden Wicklungen (5 bzw. 6) auftretenden Magnetfluß ausgelegt ist.
2. 2. Reibungskupplungs-Brems-Kombination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremsenteil (16) mit Übererregung beaufschlagbar ist, wobei ein Teilfluß (24) einem der Betätigung des Kupplungsteils (15) dienendem Fluß (22) entgegenwirkt.
3. 3. Reibungskupplungs-Brems-Kombination nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kupplungsteil (15) mit Übererregung beaufschlagbar ist, wobei ein Teilfluß einem der Betätigung des Bremsenteils (16) dienendem Fluß (23) entgegenwirkt.

   Die Erfindung bezieht sich auf eine elektromagnetisch betätigbare Reibungskupplungs-Brems-Kombination mit einem Magnetkörper, der im wesentlichen spiegelbildlich angeordnete, für die Ausbildung zweier Magnetkreise vorgesehene Wicklungen aufweist, die zusammen mit Ankerscheiben dem Kupplungs- bzw.

   Bremsenteil zugeordnet sind.

   Die eingangs erwähnten Vorrichtungen werden zum nahezu verzögerungsfreien Starten und Stillsetzen von Maschinen oder Maschinenteilen eingesetzt, so z. B. bei Webmaschinenantrieben, im Fahrzeugbau, aber auch im übrigen Maschinenbau. So soll z. B. bei einer Webmaschine im Falle eines Fadenbruches der Antrieb der Maschine sehr rasch stillgesetzt werden können, damit Webfehler nicht auftreten. Ein Ingangsetzen der Maschine soll mit hoher Beschleunigung erfolgen, weil der erste Blattanschlag in einer Webmaschine mit voller Geschwindigkeit erfolgen muß, da anderfalls eine Unregelmäßigkeit im Gewebe möglich ist.

   Aus der DE-OS 29 48 728 ist eine elektromagnetisch schaltbare Reibungskupplungs-Brems-Kombination bekannt, die relativ kleine Abmessungen hat, aber hohe Drehmomente bei kurzer Ansprechzeit verarbeiten kann. Will man die Ansprechzeit von Kupplung und Bremse weiter verkürzen, muß man Maßnahmen zum schnellen Aufbau des gewünschten Magnetfeldes und zum schnellen Abbau des nicht mehr nötigen Magnetfeldes treffen.

   Die ältere Anmeldung P 31 48 200.7 beschreibt eine elektrische Schaltung, mit der die erforderliche, kurzzeitige Zuführung hoher elektrischer Leistung zu den Wicklungen einer elektromagnetisch betätigbaren Reibungskupplungs-Brems-Kombination möglich ist.

   Aus den US-PS 34 87 438 und EP-OS 0045591 wurden noch Kupplungs-Brems-Kombinationen nach dem Oberbegriff bekannt, bei denen für beide Magnetkreise ein einziges, gemeinsames Rückschlußjoch vorgesehen ist und wobei der Magnetkörper ein- bzw. zweistückig ausgeführt und Kupplungs- und Bremsenteil spiegelbildlich zueinander angeordnet sein können.

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, mit der hohe Wechseldrehmomente ohne Restmoment bei noch kürzerer Ansprechzeit verarbeitet werden können, als dies bisher möglich war. Der hierfür notwendige Aufwand soll möglichst gering sein und die Vorrichtung soll betriebssicher arbeiten.

   Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

   Die Erfindung weist gegenüber dem Bekannten die Vorteile auf, daß bei Vermeidung einer besonders für den Aufbau einer Gegenerregung ausgelegten, elektrischen Schaltung kürzere Ansprechwerte sowohl des Kupplungs- als auch des Bremsenteils erzielt werden können. Sind bisher Ansprechzeiten von etwa 180 ms möglich, so schafft die erfindungsgemäße Vorrichtung Ansprechzeiten von nur 40 ms. Durch den Verzicht auf eine separate, elektrische Schaltung zur Ausbildung der Gegenerregung und auch durch den mechanisch kompakten Aufbau der Kombination ist eine erhebliche Kosteneinsparung gegenüber den bisherigen Vorrichtungen erzielbar. Der Kupplungs- und der Bremsenteil können dabei vorteilhafterweise im wesentlichen spiegelbildlich zueinander angeordnet und aufgebaut sein und der Magnetkörper 4 einstückig und zweistückig sein.

   Die Erfindung wird an einem Ausführungsbeispiel anhand einer Zeichnung erläutert.

   Ein Antriebsrad 3, z. B. in Form einer Riemenscheibe, stellt ein treibendes Element dar, das auf einer Abtriebswelle 2 lose gelagert ist. Die Abtriebswelle 2 soll von dem Antriebsrad 3 zeitweise angetrieben und zu diesem Zweck nahezu verzögerungsfrei in Rotation versetzt, zu einem anderen Zeitpunkt aber nahezu verzögerungslos, wieder stillgesetzt werden.

   An einem Gehäuse list ein Magnetkörper 4 stationär gelagert und mit im wesentlichen spiegelbildlich angeordneten, für die Ausbildung zweier Magnetkreise vorgesehenen Wicklungen 5,6 versehen. Dem Antriebsrad 3 einerseits und dem Gehäuse 1 andererseits sind an sich bekannte Ankerscheiben 11, 12 zugeordnet, die über Membranfedern 13 bzw. 14 mit dem Antriebsrad 3 bzw. dem Gehäuse 1 in Verbindung stehen und axial beweglich sind.

   Auf der Abtriebswelle 2 sitzen drehfest mit ihr verbunden Rotoren 7,8. Diese sind mit Einsätzen 9 bzw.

   10 aus magnetisch nichtleitendem Material versehen.

   Anstatt der Einsätze 9, 10 können auch leere Öffnungen verwendet werden.

   Im Magnetkörper 4 ist ein einziges Rückschlußjoch 20 vorgesehen, das sowohl bei Betätigung eines Kupplungsteils 15 wie auch bei Betätigung eines Bremsenteils 16 eine Rolle spielt.

   Soll ein Drehmoment von dem Antriebsrad 3 in Richtung eines Pfeils 17, also über die Abtriebswelle 2.