DE3702114A1 - Elektromagnetische kupplung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektromagnetische Kupplung zum drehfesten Verbinden einer Antriebswelle mit einer Abtriebswelle durch Axialverschiebung eines Kupplungsteiles. Eine solche Kupplung ist in der DE-AS 29 21 032 beschrieben.

Bei der vorbekannten Kupplung handelt es sich um eine Zahnkupplung. Bei ihr tritt, was in der Schrift ausdrück­ lich erläutert ist, das Problem auf, daß beim Einkuppeln das Belastungsmoment so schnell ansteigen kann, daß es zu keinem Einkuppeln kommt. Die Verzahnung ratscht dann über. Zur Behebung dieses Mißstandes lehrt die genannte DE-AS 29 21 032, eine Überwachungsvorrichtung vorzu­ sehen, mit der erreicht werden kann, daß nur dann einge­ kuppelt wird, wenn den Zähnen des einen Bauteils jeweils eine Zahnlücke des anderen Bauteils gegenübersteht. Durch eines solche Überwachungseinrichtung wird die Kupp­ lung relativ kompliziert im Aufbau.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektro­ magnetische Kupplung der eingangs genannten Art derart zu gestalten, daß sie auch bei größeren Relativbewegun­ gen zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle zuverlässig kuppelt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Kupplungsteil unter gleichzeitiger axialer Verschie­ bung in Einkuppelrichtung begrenzt verdrehbar auf der Antriebswelle angeordnet ist.

Durch diese Gestaltung entsteht eine Kupplung mit selbst­ verstärkender Einkuppelkraft. Dadurch lassen sich mit relativ geringen Magnetkräften hohe Einkuppelkräfte er­ zielen. Auf diese Weise wird auch bei größeren Geschwin­ digkeitsdifferenzen zwischen dem antreibenden Bauteil und dem angetriebenen Bauteil zuverlässig eingekuppelt. Ein Überwachen der Winkelstellung beider Bauteile ist deshalb unnötig. Die erfindungsgemäße Kupplung kann in beide Richtungen Drehmomente übertragen.

Eine konstruktiv einfache Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß auf der Antriebswelle unverdrehbar ein stirnseitige Rampen aufweisendes Anlageteil angeord­ net ist, gegen dessen Rampen das Kupplungsteil verdreh­ bar und dadurch infolge der Rampen axial verschiebbar anliegt und daß das Kupplungsteil an seiner den Rampen abgewandten Stirnfläche eine Reibfläche aufweist, mit der es durch die elektromagnetische Kraft gegen eine Kupplungsfläche eines mit der Abtriebswelle fest verbun­ denen Bauteils axial verschiebbar ist.

Die Kupplung kuppelt zuverlässig aus, sobald keine Magnetkraft vorhanden ist, also die Kupplung nicht mehr bestromt wird, wenn gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung das Kupplungsteil durch Zugfedern gegen das Anlageteil gehalten ist.

Die Kupplung ist sehr kompakt und robust aufgebaut, wenn gemäß einer weiteren Ausgestaltung die Abtriebswelle ein­ stückig mit einer Kupplungsglocke ausgebildet ist, wel­ che an einer nach innen weisenden Ringscheibe die Kupp­ lungsfläche aufweist, gegen die das Kupplungsteil beweg­ bar ist und wenn die Antriebswelle mit ihrer Stirnfläche gegen die Kupplungsglocke abgestützt ist. Eine solche Kupplung ist zudem kostengünstig herstellbar, da sie aus wenigen, einfach gestalteten Bauteilen besteht.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon schematisch in der Zeichnung dargestellt. Diese zeigt einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäß ge­ staltete Kupplung.

In der Zeichnung ist eine Antriebswelle 1 dargestellt, die in eine Kupplungsglocke 2 ragt, welche eine Einheit mit einer Abtriebswelle 3 bildet. Die Kupplungsglocke 2 hat eine innere, abtriebsseitige Stirnfläche 4, gegen die die Antriebswelle 1 mit einer Stirnfläche 5 eines stirnseitigen Zapfens 6 anliegt, so daß sie sich nicht axial in Richtung der Abtriebswelle 3 verschieben kann.

Auf der Antriebswelle 1 ist im Inneren der Kupplungs­ glocke 2 ein Anlageteil 7 mittels einer Paßfeder 8 unver­ drehbar und mittels eines Bundes 9 der Antriebswelle 1 zur Abtriebswelle 3 hin axial unverschieblich gehalten. Dieses Anlageteil 7 hat eine zur Antriebsseite weisende Stirnverzahnung 10, in die eine entsprechende Stirnver­ zahnung 11 eines Kupplungsteiles 12 greift, welches ver­ drehbar und axial verschieblich auf der Antriebswelle 1 angeordnet ist. Zugfedern 13, 14 halten im ausgekuppel­ ten Zustand die Stirnverzahnungen 10, 11 zusammen.

Die Kupplungsglocke 2 greift auf der Antriebsseite mit einer Ringscheibe 15 hinter das Kupplungsteil 12. Letz­ teres weist eine der Ringscheibe 15 zugewandte, durch einen Reibbelag gebildete Reibfläche 16 auf, welche bei Axialverschiebung des Kupplungsteils 12 gegen eine Kupp­ lungsfläche 17 der Ringscheibe 15 bewegbar ist.

Antriebsseitig hinter der Ringscheibe 15 ist in der Kupp­ lungsglocke 2 ein Elektromagnet 18 angeordnet. Wird dieser bestromt, so wird das Kupplungsteil 12 mit seiner Reibfläche 16 gegen die Kupplungsfläche 17 gezogen. Da bei diesem Einkuppelvorgang die Abtriebswelle 3 und damit die Kupplungsglocke 2 zunächst stillsteht oder aber sich mit einer anderen Drehzahl dreht als die An­ triebswelle 1, wird das Kupplungsteil 12 relativ zum An­ lageteil 7 verdreht, sobald es die Kupplungsfläche 17 berührt. Weil durch die Stirnverzahnungen 10, 11 Rampen 19, 20 gebildet sind, führt eine solche Verdrehung dazu, daß das Kupplungsteil 12 sich mit seiner Stirnverzahnung 11 etwas aus der Stirnverzahnung 10 herausbewegt und dadurch zunehmend gegen die Kupplungsfläche 17 drückt. Auf diese Weise kommt es zu einer Selbstverstärkung der Einkuppelkraft, so daß sich mit einer geringen Magnet­ kraft eine hohe Einkuppelkraft erzielen läßt.

Da die beschriebene Kupplung spielbehaftet ist, wird sich bei einer Richtungsumkehr des anliegenden Drehmoments im eingekuppelten Zu­ stand eine Relativdrehung zwischen An- und Abtriebswelle einstellen.

Claims (4)

1. Elektromagnetische Kupplung zum drehfesten Verbinden einer Antriebswelle mit einer Abtriebswelle durch Axial­ verschiebung eines Kupplungsteiles, dadurch gekennzeich­ net, daß das Kupplungsteil (12) unter gleichzeitiger axialer Verschiebung in Einkuppelrichtung begrenzt ver­ drehbar auf der Antriebswelle (1) angeordnet ist.

2. Elektromagnetische Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Antriebswelle (1) unverdreh­ bar ein stirnseitige Rampen (20) aufweisendes Anlageteil (7) angeordnet ist, gegen dessen Rampen (20) das Kupp­ lungsteil (12) verdrehbar und dadurch infolge der Rampen (19, 20) axial verschiebbar anliegt und daß das Kupp­ lungsteil (12) an seiner den Rampen (19, 20) abgewandten Stirnfläche eine Reibfläche (16) aufweist, mit der es durch die elektromagnetische Kraft gegen eine Kupplungs­ fläche (17) eines mit der Abtriebswelle (3) fest verbun­ denen Bauteils (Kupplungsglocke 2) axial verschiebbar ist.

3. Elektromagnetische Kupplung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungsteil (12) durch Zugfedern (13, 14) gegen das Anlageteil (7) gehalten ist.

4. Elektromagnetische Kupplung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtriebswelle (3) einstückig mit einer Kupplungs­ glocke (2) ausgebildet ist, welche an einer nach innen weisenden Ringscheibe (15) die Kupplungsfläche (17) aufweist, gegen die das Kupplungsteil (12) bewegbar ist und daß die Antriebswelle (1) mit ihrer Stirnfläche (5) gegen die Kupplungsglocke (2) abgestützt ist.