DE3700699C1

DE3700699C1 - Electromagnetically operated clutch

Info

Publication number: DE3700699C1
Application number: DE3700699A
Authority: DE
Inventors: Gustav Ing Bangert; Josef Dipl-Ing Schmitt; Manfred Kuehl
Original assignee: Maschinenfabrik Stromag GmbH
Current assignee: Stromag GmbH
Priority date: 1987-01-13
Filing date: 1987-01-13
Publication date: 1988-09-29
Also published as: FR2609512B1; IT8819020A0; IT1215671B; FR2609512A1

Description

Die Erfindung betrifft eine elektromagnetisch betätigbare Kupplung, zur Ankopplung zweier Wellen, mit einer erregbaren Spule, die der einen Welle zugeordnet ist, und zweier Anker scheiben, die durch Magnetkraft gegen die Kraft von Feder elementen axial beweglich und drehfest der zweiten Welle zugeordnet sind, wobei die eine Ankerscheibe als Reibscheibe einer Reibungskupplung und die zweite Ankerscheibe als Ver zahnung einer Zahnkupplung ausgebildet ist.

Es sind elektromagnetisch betätigbare Kupplungen anderer Art bekannt, die als Zahnkupplungen ausgebildet sind. In der DE-OS 32 24 759 wird eine Zahnkupplung beschrieben, die eine Anker scheibe besitzt, die elektromagnetisch betätigbar und mit einer Verzahnung versehen ist. Die Ankerscheibe ist mittels einer Membranfeder zurückstellbar. Bei einer anderen bekannten elektromagnetisch betätigbaren Zahnkupplung (DE-OS 15 75 803) werden Maßnahmen zur Verhinderung von Verspannungen zwischen den Zahnkränzen vorgeschlagen. Hierbei werden die Zähne der Zahnkränze so ausgebildet, daß in jeden Fall ein Spiel zwischen den Zähnen gewährleistet ist. In ähnlicher Weise wird in der US-PS 27 24 474 bei einer Zahnkupplung eine Verzahnung vorge schlagen, bei der die Zähne mit gerundeten Zahnköpfen ausgebil det sind, während die zugeordneten Aufnahmen flache Böden besitzen. Somit kommt ein Kontakt nur an den Flachseiten der Zähne zustande.

Eine elektromagnetisch betätigbare Kupplung, die lediglich eine Zahnkupplung besitzt, hat den Nachteil, daß sie einem relativ großen Verschleiß unterliegt, da aufgrund der Relativgeschwin digkeit zwischen den zu koppelnden Teilen kein verschleißfreies und ruckfreies Einkuppeln möglich ist. Aus diesem Grund sind Kupplungen bekannt geworden, bei denen zunächst eine Synchroni sierung der zu koppelnden Teile vorgenommen wird. Hierzu sind neben zusätzlichen Wirbelstromkupplungen vor allem Reibungs kupplungen bekannt geworden.

In der DE-AS 12 73 277 wird eine elektromagnetische Zahn- und Reibungskupplung beschrieben, bei der auf einer Ankerscheibe eine Reibscheibe auf einem größeren Durchmesser als der Zahn kranz angeordnet ist. Die Kupplung besitzt eine Spule, die in zwei Stufen erregbar ist, so daß mit Erregung der Zahnkupplung die Reibungskupplung ausgerückt wird.

In der CH-PS 5 67 203 ist eine Ankerscheibe vorgesehen, die einen Zahnkranzring und einen Reibring enthält, die über eine Federscheibe verbunden sind. Zwischen der Ankerscheibe und der Spule ist eine Leitscheibe vorgesehen, wobei die Leitscheibe magnetisch isolierende Ringzonen besitzt, die zunächst eine Betätigung des Zahnkranzringes und dann, zur Erhöhung des über tragbaren Drehmomentes, eine zusätzliche Betätigung des Reib ringes gegen die Kraft der Federscheibe vorsieht. Eine Synchro nisierung der zu koppelnden Teile ist somit nicht möglich.

Weiterhin ist eine Kupplung bekannt (DE-AS 10 73 249), bei der auf der Kupplungswelle ein Magnetkörper mit einer über Schleif ringe versorgten Magnetspule angeordnet ist. Der Magnetkörper besitzt einen Lamellenkäfig mit Nuten, die sich im axial äußeren Bereich aufweiten, und in denen Außenlamellen geführt sind. Die dazwischenliegenden Innenlamellen sind mit dem Abtrieb verbunden. Das äußerste in den Nuten liegende Lamellen paar weist Ringkränze mit Kupplungsklauen auf, die bei axialer Verschiebung miteinander verbindbar sind. Bei Erregung des Magnetkörpers wird zunächst das Lamellenpaket der äußeren Außenlamellen angezogen und gegeneinander gepreßt, so daß der Antrieb beschleunigt wird. Die äußere Außenlamelle verharrt infolge Reibung an den schrägen Wänden des äußeren Bereiches der Nuten so lange in ihrer ursprünglichen Stellung, bis der Abtrieb synchronisiert ist. Dann bewegt sie sich axial in Rich tung des Lamellenpaketes und verbindet sich formschlüssig mit dem anderen Klauenkranz. Die Kupplung weist den Nachteil auf, daß das übertragbare Drehmoment und die Schaltdauer von der Reibung der äußeren Außenlamelle an den schrägen Wänden, d. h. von der Schräge der Wände abhängt und somit die Kupplung nur für einen eng begrenzten Drehmomentbereich einsetzbar ist. Außerdem erfolgt bei einer Drehmomenterhöhung ein Ausrücken der äußeren Außenlamellen aufgrund der schrägen Wände. Infolge der über Schleifringe versorgten Magnetspule treten Verschleiß erscheinungen an den Kolben der Schleifringe auf.

Eine elektromagnetisch schaltbare Kupplung (DD-PS 72 191) weist einen mit einem Antrieb verbundenen Magnetkörper und einen mit dem Abtrieb gekoppelten Anker auf, zwischen denen ein Reibring angeordnet ist, über den durch axiales Verschieben des Ankers der Abtrieb beschleunigt und schließlich synchronisiert wird, woraufhin zwei am Magnetkörper und Anker angeordneten Zahn kränze ineinandergreifen und Abtrieb und Antrieb formschlüssig miteinander verbinden. Das Ineinandergreifen der Zahnkränze wird durch geeignet abgestimmte Federn veranlaßt, so daß zuerst der Reibring und dann die Zahnkränze in Eingriff kommen. Daraus ergibt sich der Nachteil, daß diese Kupplung aufgrund der speziell abgestimmten Federn nur für ein bestimmtes zu über tragendes Drehmoment eingesetzt werden kann.

Bei einer elektromagnetisch betätigbaren Kupplung der eingangs genannten Art (DE-GM 17 08 561) ist einer Welle eine erregbare Spule zugeordnet, die über Schleifringe versorgt wird. Der anderen Welle sind zwei Ankerscheiben zugeordnet, die axial beweglich und drehfest auf einem Flansch angeordnet sind. Die eine Ankerscheibe ist als Reibscheibe einer Reibungskupplung und die zweite Ankerscheibe als Verzahnung einer Zahnkupplung ausgebildet. Gegen die Kraft von Federelementen wird bei Be tätigung der Spule zunächst die als Reibscheibe ausgebildete Ankerscheibe angezogen. In einer zweiten Stufe der Erregung der Spule wird dann zusätzlich die zweite Ankerscheibe angezogen, so daß die Zahnkupplung eingreift. Diese elektromagnetische Kupplung sieht folglich eine nur gemeinsam mit der Reibkupplung betätigbare Zahnkupplung vor. In Eingriffstellung muß die Spule folglich beide Kupplungen gegen die Kraft der Federelemente betätigen und permanent halten. Aus diesem Grund sind relativ große Spulen erforderlich, die zu einer großen Bauweise der Kupplung führen. Außerdem besteht die Gefahr des unkontrol lierten Einkuppelns.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektromagne tisch betätigbare Kupplung dieser Art derart auszubilden, daß eine getrennte Betätigung der Reib- bzw. Zahnkupplung möglich ist.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Kupplung durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

In einer vorteilhaften Ausführungsform besitzt die erfindungs gemäße Kupplung zwei feststehende konzentrisch angeordnete Spulen, die von einer auf der Antriebswelle festgelegten Leit scheibe umgriffen sind. Axial neben der Leitscheibe sind zwei Ankerscheiben angeordnet, die über einen gemeinsamen Flansch mit der Abtriebswelle verbunden sind. Durch wahlweises Erregen der Spulen kann die entsprechende Ankerscheibe in Richtung der Leitscheibe bewegt und mit dieser verbunden werden. Vorteilhaft ist die eine Ankerscheibe als Reibscheibe ausgebildet, und weist die andere Ankerscheibe einen Zahnkranz auf, der in eine korrespondierende Verzahnung an der Leitscheibe eingreift. Die Reibscheibe dient zum Anfahren der Kupplung bis zur Synchroni sierung der Abtriebswelle mit der Antriebswelle, woraufhin dann die zweite Ankerscheibe mit dem Zahnkranz in Eingriff mit der Leitscheibe gebracht wird. Dies hat den Vorteil, daß aufgrund der synchronen Drehzahl von Antriebs- und Abtriebswelle kein Verschleiß an den Zähnen der zweiten Ankerscheibe bzw. der Leitscheibe auftritt, und daß das Einschalten der zweiten Ankerscheibe ruckfrei erfolgt, da die beiden Wellen bereits synchron laufen. Ein Durchrutschen der Kupplung bei einer Dreh momenterhöhung ist aufgrund der formschlüssigen Verbindung der zweiten Ankerscheibe mit der Leitscheibe nunmehr ausgeschlos sen. Die erste Ankerscheibe, die reibschlüssig mit der Leit scheibe in Verbindung steht, dient demnach lediglich zum Synchronisieren der Abtriebswelle mit der Antriebswelle, daß vorteilhaft im Leerlauf des Antriebs erfolgt. Die Drehmoment übertragung erfolgt somit über eine reibschlüssig und über eine formschlüssig verbundene Ankerscheibe. Dies hat den wesent lichen Vorteil, daß die Spule für die die Synchronisierung bewirkende Ankerscheibe klein dimensioniert werden kann, da hier nur kleine Drehmoment übertragen werden. Die andere Spule, die die mit dem Zahnkranz versehene Ankerscheibe an der Leitscheibe festhält, kann ebenfalls klein dimensioniert werden, da das Drehmoment nicht über Reibschluß, sondern über Formschluß übertragen wird und somit die Haltekräfte nur zur Erzeugung des Formschlusses nötig sind.

Vorteilhaft ist die als Reibscheibe ausgebildete Ankerscheibe auf einem größeren Durchmesser als die Ankerscheibe mit Zahn kranz angeordnet. Da die als Reibscheibe ausgebildete Anker scheibe die Synchronisierung der Abtriebswelle mit der An triebswelle bewirkt und die Reibscheibe auf einem größeren Durchmesser angeordnet ist, und somit einen größeren Hebelarm besitzt, können mit ihr größere Drehmomente übertragen werden, bzw. kann die Zeit der Synchronisierung der beiden Wellen mini miert werden. Mit derart ausgebildeten Kupplungen kann sehr schnell angefahren werden und können sehr hohe Drehmomente reibschlüssig übertragen werden.

Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, daß die Anker scheibe mit Zahnkranz zusätzlich einen Reibbelag aufweist. Da durch werden Unregelmäßigkeiten des Antriebs, wie Schläge eines Dieselmotors o. dgl., die eventuell Beschädigungen des Zahnkran zes hervorrufen könnten, abgeschwächt bzw. gedämpft. Auch kön nen Drehmomentspitzen, die sowohl vom Antrieb als auch vom Ab trieb herkommen können, aufgefangen bzw. gedämpft werden, ohne daß die Zahnverbindung Schaden nimmt.

Eine gegenseitige Beeinflussung der beiden Ankerscheiben wird dadurch vermieden, daß die als Reibscheibe ausgebildete Anker scheibe mit einem geringeren Luftspalt zur Leitscheibe angeord net ist als die Ankerscheibe mit Zahnkranz. Bei Aktivierung der einen Spule, die die Reibverbindung der einen Ankerscheibe mit der Leitscheibe bewirkt, wird ein Einkuppeln der anderen Anker scheibe dadurch vermieden, daß diese Ankerscheibe mit einem größeren Abstand zur Leitscheibe angeordnet ist, und dadurch streuende Feldlinien der aktivierten Spule nahezu keine Wirkun gen auf die andere Ankerscheibe haben. Ein unkontrolliertes Einkuppeln des Zahnkranzes ist somit wirksam ausgeschlossen.

Vorteilhaft sind die Ankerscheiben über axial nachgiebige Mem branscheiben am Flansch festgelegt. Über diese Membranscheiben können die Axialscheiben den Luftspalt zur Leitscheibe leicht überwinden und sich an dieser anlegen, und dabei das zu über tragende Drehmoment über die Membranscheiben an den Flansch weiterleiten. Außerdem bewirken die Membranscheiben ein sofor tiges Rückstellen der Ankerscheiben in ihre Ruhelage nach dem Abschalten des Erregerstroms der Spulen.

Eine Variante sieht vor, daß die Ankerscheiben Membranscheiben verschiedener Steifigkeit aufweisen. Auch hierdurch kann si chergestellt werden, daß beim Erregen der Spule für die als Reibscheibe ausgebildete Ankerscheibe die andere Ankerscheibe in Ruhelage verbleibt und nicht über streuende Feldlinien akti viert wird. Durch die verschieden steif ausgebildeten Membran scheiben kann auch ein verschieden schnelles Auskuppeln der An kerscheiben bewirkt werden, so daß z. B. zuerst der Formschluß und anschließend der Reibschluß gelöst wird.

Eine einfache Ausführungsform sieht vor, daß der Zahnkranz der einen Ankerscheibe und die Verzahnung der Leitscheibe als Stirnverzahnung eine Hirth-Verzahnung aufweisen. Derartige Ver zahnungen sind leicht herzustellen und gewähren eine sichere Übertragung auch hoher Drehmomente. Vorteilhaft kann vorgesehen sein, daß die Zahnlückenweite des Zahnkranzes größer als die Zahndicke ausgeführt und die Verzahnung der Ankerscheibe ent sprechend ausgebildet ist. Eine derart ausgeführte Verzahnung hat den Vorteil, daß beim Einkuppeln der Verzahnung die Wahr scheinlichkeit, daß die Zähne aufeinandertreffen, anstelle in einanderzugreifen, gering ist. Eine gegenüber der Zahndicke größere Zahnlückenweite hat zudem den Vorteil, daß die Verzah nung geringfügig durchrutschen kann und somit Drehmomentspitzen aufgefangen bzw. abgeschwächt und somit nur gedämpft an den Ab trieb weitergegeben werden. Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, daß die Zahnköpfe gerundet sind. Damit ist sicherge stellt, daß auch bei einem Aufeinandertreffen der Zähne beim Einkuppeln diese ruckfrei in die Zahnlücken eingleiten können. Außerdem unterliegen gerundete Zahnköpfe einem wesentlich ge ringeren Verschleiß als spitze bzw. abgeflachte Zahnköpfe. Vor teilhaft weisen die Zähne einen Eingriffswinkel von etwa 0° auf. Der Eingriffswinkel bestimmt die vom zum übertragenden Drehmoment herrührende axiale Kraftkomponente, die bei entspre chender Größe ein Ausrücken der Verzahnung bewirken kann. Bei einem Eingriffswinkel von 0° verschwindet die axiale Kraftkom ponente, so daß die Spule der mit dem Zahnkranz versehenen Ankerscheibe entsprechend klein dimensioniert werden kann.

Bevorzugt ist der Zahnkranz der Ankerscheibe und/oder die Ver zahnung der Leitscheibe aus unmagnetischem Metall, z. B. Bronze o. dgl. oder aus Kunststoff hergestellt. Dadurch wird sicherge stellt, daß nach dem Abschalten des Stroms der die Ankerscheibe mit Zahnkranz anziehenden Spule die Ankerscheibe aufgrund mag netischer Effekte an der Leitscheibe nicht hängenbleibt.

Um magnetische Streuflüsse zu verhindern besteht die Spulenkör pereinheit aus einem Flansch und über Schrauben daran befestig ten Spulenkörpern, wobei der Flansch aus einem unmagnetischen Werkstoff gefertigt ist.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreiben, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel näher beschrieben ist. Dabei zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch die erfindungsgemäße Kupplung,

Fig. 2 einen Schnitt II-II gemäß Fig. 1 durch die Verzahnung und

Fig. 3 einen Schnitt II-II gemäß Fig. 1 durch die Verzahnung mit anders geformten Zähnen.

Die Fig. 1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungs gemäßen Kupplung (1), die aus einer feststehenden Spulenkörper einheit (2), einer Leitscheibe (3) und Ankerscheiben (4 und 5), die über einen gemeinsamen Flansch (6) verbunden sind, besteht. Die Spulenkörpereinheit (2) ist konzentrisch zur Antriebswelle (nicht dargestellt) angeordnet und weist zwei einzeln oder ge meinsam erregbare Spulen (7 und 8) auf, die ebenfalls konzen trisch zur Antriebswelle liegen. Die Spulen (7 und 8) sitzen in Spulenkörpern (2 a und 2 b), die über Schrauben (9) an einem Flansch (24) befestigt sind. Der Flansch (24) und die Spulen körper (2 a und 2 b) bilden die Spulenkörpereinheit (2), die ge genüber der Antriebswelle fest steht, d. h. nicht rotiert, so daß es keiner Schleifringe zur Stromübertragung des Erreger stroms der Spulen (7 und 8) bedarf. Die Spulen (7 und 8) können deshalb direkt über Anschlußleitungen (10) versorgt werden.

Die Leitscheibe (3) ist mit der Antriebswelle fest verbunden und wird von dieser angetrieben. Die Leitscheibe (3) ist derart ausgebildet, daß sie die Spulenkörper (2 a und 2 b) teilweise um greift und mit ihren Stegen (11) magnetische Pfade für die mag netischen Kraftlinien, die mit gestrichelten Linien (12, 13) andeutungsweise dargestellt sind, bildet. Die in Richtung der Ankerscheiben (4 und 5) weisende Stirnseite der Leitscheibe (3) besitzt magnetische Sperren (14), die die magnetischen Kraftli nien (12, 13) umlenken. Die Sperren (14) werden von den Anker scheiben (4 und 5) überbrückt, so daß die Kraftlinien (12, 13) diese durchlaufen, wodurch die Ankerscheiben (4 und 5) in Rich tung der Leitscheibe (3) axial bewegt werden.

Die Ankerscheiben (4 und 5) sind über Membranscheiben (15), z. b. Membranfedern, an dem gemeinsamen Flansch (6), der mit einer nicht dargestellten, zur Antriebswelle koaxialen Ab triebswelle verbunden ist, festgelegt. Durch die Membranschei ben (15) sind die Ankerscheiben (4 und 5) drehfest mit dem Flansch (6) verbunden, sind aber in axialer Richtung, gemäß Pfeil (16), begrenzt beweglich. Zudem bringen die Membranschei ben (15) die erforderliche Rückstellkraft für die ausgelenkten Ankerscheiben (4 und 5) auf, durch die sie nach dem Abschal ten des Erregerstroms der Spulen (7 und 8) wieder in die in Fig. 1 gezeigte Ruhelage zurückkehren.

Die Ankerscheibe (5) ist als Reibscheibe (17) ausgebildet, die sich ausschließlich reibschlüssig mit der Leitscheibe (3) ver bindet, wobei die Anlagekraft von der Stärke des Magnetfeldes der Spule (7) abhängt. Die Ankerscheibe (4) weist ebenfalls ei nen Reibbelag (18) auf, ist aber zudem mit einem Zahnkranz (19) versehen, der über geeignete Befestigungsmittel (20) an der Ankerscheibe (4) festgelegt ist. Die Leitscheibe (3) weist eine zum Zahnkranz (19) korrespondierende Verzahnung (21) auf, über die die Ankerscheibe (4) formschlüssig mit der Leitscheibe (3) verbindbar ist.

Anstelle der hier gezeigten Ausführungsform kann auch die An kerscheibe (4) auf einem geringeren Durchmesser als die Anker scheibe (5) angeordnet sein, so daß nunmehr die Ankerscheibe (4) mit Zahnkranz (19) von der Ankerscheibe (5) mit Reibbelag (17) radial übergriffen ist. Entsprechend der Lage des Zahn kranzes (19) ist auch die Verzahnung (21) auf einem geringeren Durchmesser an der Leitscheibe (3) vorgesehen.

Vorteilhaft ist der Luftspalt (s 5) der Ankerscheibe (5) zur Leitscheibe (3) geringer als der Luftspalt (s 4) der Ankerschei be (4), so daß streuende Kraftlinien (13) der Spule (7) die An kerscheibe (4) nicht beeinflussen, d. h. keine axiale Bewegung dieser und dadurch ein eventuelles Einrücken der Zahnkupplung (19, 21) bewirken. Eine unkontrollierte axiale Bewegung der An kerscheibe (4) kann auch dadurch verhindert werden, daß die Membranscheiben (15) unterschiedlich steif ausgebildet sind, und dadurch die Ankerscheibe (4) auch bei streuenden Kraftlini en (13) in der Ruhelage gehalten wird.

In den Fig. 2 und 3 sind vorteilhafte Ausführungsformen der Zähne (22) der Zahnverbindung (19, 21) dargestellt, wobei der links dargestellte Ausbruch jeweils die Verzahnung (21) der Leitscheibe (3) darstellt und rechts der Zahnkranz (19) der gemäß Pfeil (16) axial beweglichen Ankerscheibe (4) gezeigt ist. Vorteilhaft ist die Zahnlückenweite (l) größer als die Zahndicke (d), so daß bei einrückendem Zahnkranz (19) die Ge fahr eines Aufeinandertreffens zweier Zahnköpfe (23) gering ist. Außerdem kann die Zahnverbindung (19, 21) bei Schlägen des Antriebs oder bei Drehmomentspitzen in geringem Maße durchrut schen, so daß diese aufgefangen bzw. gedämpft werden. Weiterhin sind die Zahnköpfe (23) gerundet ausgebildet, was eine Verrin gerung des Verschleißes und ein ruckfreies Einrücken bewirkt. Außerdem sind die Zähne (22) derart gestaltet, daß ihre Zahn höhe (h) geringer ist als der Luftspalt (s 4) zwischen Anker scheibe (4) und Leitscheibe (3), wodurch der Vorteil erreicht wird, daß bei eingerücktem Zahnkranz (19) Drehmomentspitzen über die Reibverbindung des Reibbelages (18) an der Leitscheibe (3) abgedämpft werden.

Vorteilhaft weisen die in der Fig. 3 dargestellten Zähne (22) einen Eingriffswinkel (a) von etwa 0° auf, so daß die vom zu übertragenden Drehmoment herrührende axiale Kraftkomponente auf den Zahnkranz (19) sehr gering ist bzw. zu Null geht, und da durch ein Ausrücken des Zahnkranzes (19) auch bei sehr hohen Drehmomenten verhindert wird.

Um nach dem Abschalten des Erregerstroms der Spule (8) ein Ver kleben des Zahnkranzes (19) an der Verzahnung (21) zu verhin dern, ist der Zahnkranz (19) aus einem unmagnetischen Metall, z. B. Bronze oder aus Kunststoff hergestellt. Gegebenen falls kann auch die Verzahnung (21) unmagnetisch ausgebildet sein.

Nachfolgend wird die Funktion der Kupplung (1) beschrieben:

Beispielsweise kann die erfindungsgemäße Kupplung (1) mit ihrer Antriebswelle mit einem Dieselmotor und mit ihrer Abtriebswelle mit einem Pumpenverteilergetriebe verbunden sein. Der Dieselmo tor läuft z. B. mit einer Leerlaufdrehzahl von ca. 700 l/min. Ein Zuschalten des Getriebes wird dadurch erreicht, daß die Spule (7) erregt wird, wodurch sich ein Magnetfeld mit Kraftli nien (13) aufbaut und dadurch die Ankerscheibe (5) an die mit der Leerlaufdrehzahl des Motors sich drehenden Leitscheibe (3) angezogen wird. Über die reibschlüssige Verbindung der Reib scheibe (17) mit der Leitscheibe (3) wird der Flansch (6) und somit die Antriebswelle mit Getriebe bis zu Synchrondrehzahl beschleunigt. Nach erfolgter Synchronisierung wird durch Erre gung der Spule (8), was manuell oder über eine Steuerschaltung erfolgen kann, die Ankerscheibe (4) angezogen und über den Zahnkranz (19) und die Verzahnung (21) eine formschlüssige Ver bindung zwischen Flansch (6) und Leitscheibe (3) hergestellt. Die reibschlüssige Verbindung von Ankerscheibe (5) und Leit scheibe (3) kann aufrechterhalten bleiben, sie kann aber auch durch Ausschalten des Erregerstroms der Spule (7) gelöst wer den, so daß lediglich die Ankerscheibe (4) mit der Leitscheibe (3) verbunden ist.

Diese Kupplung (1) wird dort eingesetzt, wo unter geringer Last zugeschaltet werden soll, die Last aber nach dem Einkuppeln si cher bewältigt werden muß, und außerdem eine hohe Leerlaufdreh zahl sowie Drehschwingungen die Verwendung anderer Kupplungen nicht zulassen.

Claims

1. Elektromagnetisch betätigbare Kupplung, zur Ankopplung zweier Wellen, mit

a) einer erregbaren Spule, die der einen Welle zuge ordnet ist, und
b) zwei Ankerscheiben, die durch Magnetkraft gegen die Kraft von Federelementen axial beweglich und drehfest der zweiten Welle zugeordnet sind, wobei
c) die eine Ankerscheibe als Reibscheibe einer Reibungskupplung und
d) die zweite Anker scheibe als Verzahnung einer Zahnkupplung ausgebildet ist,

dadurch gekennzeichnet, daß

e) eine erste Spule (7), die die als Reibscheibe (17) ausgebildete Ankerscheibe (5) betätigt, und
f) eine von der ersten Spule (7) unabhängig wirkende zweite Spule (8), die eine mit einem Zahnkranz (19) ausgebildete Anker scheibe (4) betätigt, vorgesehen sind, wobei
g) die Spulen (7, 8) in einer Spulenkörpereinheit (2) angeordnet sind, die gegenüber der Antriebswelle feststeht, und
h) zwischen der Spulenkörper einheit (2) und den auf einem Flansch (6) an der Antriebswelle angeordneten Ankerscheiben (4, 5) eine mit der Antriebswelle fest verbundene Leitscheibe (3) vorgesehen ist, an der eine mit dem Zahnkranz (19) korrespondierende Verzahnung (21) angeordnet ist.

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die als Reibscheibe (17) ausgebildete Ankerscheibe (5) auf ei nem größeren Durchmesser als die Ankerscheibe (4) mit Zahnkranz (19) angeordnet ist.

3. Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß die Ankerscheibe (4) mit Zahnkranz (19) zusätzlich ei nen Reibbelag (18) aufweist.

4. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, daß die als Reibscheibe (17) ausgebildete Anker scheibe (5) mit einem geringeren Luftspalt (s 5) zur Leitscheibe (3) angeordnet ist als die Ankerscheibe (4) mit Zahnkranz (19).

5. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, daß die Ankerscheiben (4 und 5) über axial nach giebige Membranscheiben (15) am Flansch (6) festgelegt sind.

6. Kupplung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankerscheiben (4 und 5) Membranscheiben (15) verschiedener Steifigkeit aufweisen.

7. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge kennzeichnet, daß der Zahnkranz (19) der einen Ankerscheibe (4) und die Verzahnung (21) der Leitscheibe (3) als Stirnverzahnung eine Hirth-Verzahnung aufweisen.

8. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge kennzeichnet, daß die Zahnlückenweite (1) des Zahnkranzes (19) größer als die Zahndicke (d) ausgeführt und die Verzahnung (21) der Leitscheibe (3) entsprechend ausgebildet ist.

9. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge kennzeichnet, daß die Zahnköpfe (23) gerundet sind.

10. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge kennzeichnet, daß die Zähne (22) des Zahnkranzes (19) und der Verzahnung (21) einen Eingriffswinkel (a) von etwa 0° aufwei sen.

11. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch ge kennzeichnet, daß der Betrag der Zahnhöhe (h) geringer als der Luftspalt (s 4) zwischen Ankerscheibe (4) und Leitscheibe (3) ist.

12. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch ge kennzeichnet, daß der Zahnkranz (19) der Ankerscheibe (4) und/ oder die Verzahnung (21) der Leitscheibe (3) aus unmagnetischem Metall, z. B. Bronze oder aus Kunststoff hergestellt ist bzw. sind.

13. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch ge kennzeichnet, daß die Ankerscheiben (4 und 5) in einer Ebene an der Leitscheibe (3) angreifen.

14. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch ge kennzeichnet, daß die Spulenkörpereinheit (2) aus einem aus un magnetischem Werkstoff gefertigten Flansch (24) und über Schrauben (9) daran befestigten Spulenkörpern (2 a und 2 b) be steht.