DE3910046C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektromagnetisch betätigte Kupplungs-Bremskombination gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei dieser Kupplungs-Bremskombination, wie sie aus der DE-OS 18 02 377 bekannt ist, schließen das Magnetgehäuse und der Magnetkörper axial aneinander an. Der Magnetfluß tritt daher axial durch die im wesentlichen radial verlaufenden Stoßflächen zwischen dem Magnetgehäuse und dem inneren Kernteil bzw. dem äußeren Mantelteil des Magnetkörpers hindurch. Da die für die Kupplungswirkung maßgebende magnetische Kraft von der Durchtrittsfläche des Magnetflusses und quadratisch von der Ampère-Windungszahl abhängt, ergeben sich relativ große Abmessungen der Kupplungs-Bremskombination, um eine vorgegebene Kupplungswirkung zu erreichen. Der axial von dem Magnetgehäuse in den Magnetkörper übertretende magnetische Fluß erzeugt axial gerichtete magnetische Kräfte zwischen diesen Bauteilen. Diese erfordern eine axiale Abstützung des Magnetgehäuses, welche einen erhöhten konstruktiven Aufwand bedeutet. Ein weiterer konstruktiver Aufwand wird durch die Befestigung des Reibkörpers durch ein zusätzliches Gehäuse verursacht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kopplungs-Bremskombination der eingangs genannten Gattung so zu verbessern, daß bei kostengünstiger Herstellung die Einbauabmessungen und die Kupplungskraft optimiert werden.

Diese Aufgabe wird bei einer Kupplungs-Bremskombination der eingangs genannten Gattung erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Patentanspruchs 1.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Bei der Kupplungs-Bremskombination greifen das Magnetgehäuse und der Magnetkörper jeweils mit ihren inneren Kernteilen und ihren äußeren Mantelteilen koaxial ineinander. Der Magnetkörper und das Magnetgehäuse schließen somit jeweils mit ihren zylindrischen Mantelumfangsflächen aneinander an. Der Magnetfluß geht sowohl bei dem inneren Kernteil als auch bei dem äußeren Mantelteil über die gesamte Mantelfläche radial von dem Magnetkörper in das Magnetgehäuse über. Der gleiche Durchtrittsquerschnitt für den Magnetfluß kann somit mit einer gegenüber dem Stand der Technik deutlich geringeren radialen Bauabmessung erreicht werden. Umgekehrt kann bei gleicher Bauabmessung eine Spule mit gegenüber dem Stand der Technik größerer Windungszahl aufgenommen und somit eine stärkere Kupplungskraft erreicht werden.

Die koaxiale zylindrische Ausbildung der Durchtrittsfläche für den Magnetfluß bedeutet zudem einen geringeren Bedarf des weichmagnetischen Materials für den Magnetkörper und das Magnetgehäuse. Bei gleicher Leistung können daher die Herstellungskosten verringert werden.

In einer konstruktiv besonders einfachen und kostengünstigen Ausführung weist das Magnetgehäuse einen rohrförmigen verlängerten Außenpol auf, der den Anker an dessen Außenumfang übergreift und den Reibungskörper trägt. Es ist somit kein zusätzliches Bauteil für die Befestigung des Reibkörpers erforderlich.

Vorzugsweise ist der Reibkörper axial verstellbar, so daß der Reibverschleiß in einfacher Weise nachgestellt werden kann, wie dies an sich z. B. aus DE-GM 19 45 408 und DE-GM 19 32 932 bekannt ist.

Aufgrund der koaxialen Anordnung von Magnetgehäuse und Magnetkörper kann das Magnetgehäuse in konstruktiv einfacher Weise auf dem Magnetkörper drehbar gelagert sein. Das die Spule tragende Magnetgehäuse kann an einer Anbaufläche fest montiert sein oder in der aus der US-PS 33 37 013 an sich bekannten Weise mittels eines Haltearms festgelegt sein.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen axialen Halbschnitt durch eine Kupp­ lungs-Brems-Kombination,

Fig. 2 eine abgewandelte Ausführungsform der Kupp­ lungs-Brems-Kombination der Fig. 1 und

Fig. 3 eine weitere Abwandlung der Kupplungs-Brems- Kombination der Fig. 1.

Die dargestellte Kupplungs-Brems-Kombination dient zur Übertragung eines Moments von einer Antriebswelle 5 auf eine Abtriebswelle 4 und zum Abbremsen der Abtriebswelle 4, wenn die Kupplung abgeschaltet wird. Auf der Antriebswelle 5 sitzt fest mit dieser verbunden ein koaxialer Magnetkör­ per 3, der aus einem inneren Kernteil und einem äußeren Mantelteil besteht. An der der Abtriebswelle 4 zugewandten Stirnfläche bilden der innere Kernteil und der äußere Mantelteil die beiden Magnetpole des Magnetkörpers 3. In den zwischen dem inneren Kernteil und dem äußeren Mantel­ teil des Magnetkörpers 3 gebildeten Aufnahmeraum ist ko­ axial eine Spule 1 eingesetzt, die auf einem Magnetgehäuse 8 angeordnet ist. Das Magnetgehäuse 8 greift mit einem koaxialen inneren Kernteil in die Spule 1 ein. Der innere Kernteil des Magnetkörpers 3 ist mittels Buchsen 10 und 11 in dem inneren Kernteil des Magnetgehäuses 8 drehbar. An der von der Abtriebswelle 4 abgewandten Stirnfläche weist das Magnetgehäuse 8 eine Jochscheibe auf, an die sich ein Außenpol 12 anschließt, der koaxial den Magnetkörper 3 umschließt. Das Magnetgehäuse 8 ist feststehend angeordnet, wozu es beispielsweise mittels eines Haltearms 9 an einem Maschinengehäuse befestigt ist. Falls das Magnetgehäuse 8 ortsfest und zentrisch zur Antriebswelle 5 an einer Anbau­ fläche, z.B. einem Maschinengehäuse oder -flansch montiert wird, entfällt der Haltearm 9 und auch die Buchsen 10 und 11 können entfallen.

Auf der Abtriebswelle 4 ist fest mit dieser verbunden ein buchsenförmiger Mitnehmer 15 angeordnet. An seinem der Antriebswelle 5 zugewandten Ende weist der Mitnehmer 15 eine Außenverzahnung 16 auf, auf welcher ein als Kreisring­ scheibe ausgebildeter, die Magnetpole des Magnetkörpers 3 radial überdeckender Anker 2 mit einer Innenverzahnung drehschlüssig axial verschiebbar gelagert ist. Der Anker 2 ist mittels Schrauben 19 an einer Ringscheibe 18 befestigt, die auf der von der Antriebswelle 5 abgewandten Seite des Ankers 2 axial verschiebbar auf dem Mitnehmer 15 sitzt. Eine Druckfeder 6 umschließt koaxial den Mitnehmer 15 und stützt sich axial mit einem Ende an einer Schulter des Mitnehmers 15 und mit dem anderen Ende an der Ringscheibe 18 ab. Die Druckfeder 6 drückt somit den Anker 2 von dem Magnetkörper 3 weg.

In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ist der Außenpol 12 des Magnetgehäuses 8 über den Anker 2 hinaus verlängert, wobei er den Anker 2 rohrförmig umschließt. Auf der von dem Magnetkörper 3 abgewandten Seite des Ankers 2 ist in den Außenpol 12 ein ringförmiger Reibkörper 7 eingesetzt. Der Reibkörper 7 weist eine dem Anker 2 zugewandte kreisring­ förmige Reibfläche auf. Der Reibkörper 7 ist mittels eines koaxialen Gewindes 13 in dem Außenpol 12 axial verstellbar.

In Fig. 1 ist die Kupplungs-Brems-Kombination in dem Zustand dargestellt, in welchem der Spule 1 kein Strom zugeführt wird. Die Druckfeder 6 drückt den Anker 2 gegen den Reibkörper 7. Zwischen dem Anker 2 und dem Magnetkörper 3 bleibt ein Luftspalt 14. Die Antriebswelle 5 kann sich mit dem Magnetkörper 3 frei drehen. Die Abtriebswelle 4 wird durch den gegen den Reibkörper 7 gedrückten Anker 2 festgehalten. Die Kupplung ist abgeschaltet.

Zum Einschalten der Kupplung wird der Spule 1 Strom zuge­ führt. Der durch die Spule 1 erzeugte Magnetfluß läuft, wie durch den Pfeil 17 angedeutet ist, durch die Kernteile des Magnetkörpers 3 und des Magnetgehäuses 8, durch die Joch­ scheibe des Magnetgehäuses 8, durch den Außenpol 12 des Magnetgehäuses 8, durch den äußeren Mantelteil des Magnet­ körpers 3 über den Außenpol des Magnetkörpers 3 und den Anker 2 zum Innenpol des Magnetkörpers 3. Der Anker 2 wird gegen die Kraft der Druckfeder 6 von dem Magnetkörper 3 angezogen und kommt mit diesem reibschlüssig in Eingriff. Dabei hebt der Anker 2 axial von dem Reibkörper 7 ab. Die Kupplungsverbindung zwischen Antriebswelle 5 und Abtriebs­ welle 4 ist hergestellt.

Wird der der Spule 1 zugeführte Strom abgeschaltet oder fällt aus, so verschwindet die magnetische Kraftwirkung, die Druckfeder 6 hebt den Anker 2 wieder von dem Magnetkörper 3 ab und drückt ihn gegen den Reibkörper 7. Die Kupplung zwischen Antriebswelle 5 und Abtriebswelle 4 ist damit unterbrochen und die Abtriebswelle 4 wird durch den reibschlüssig an dem Reibkörper 7 anliegenden Anker 2 augenblicklich abgebremst und stillgesetzt.

Durch axiales Verstellen des Reibkörpers 7 in dem Außenpol 12 mittels des Gewindes 13 kann bei einem auftretendem Reibverschleiß am Magnetkörper 3, am Anker 2 und am Reibkörper 7 der Luftspalt 14 nachgestellt werden.

In Fig. 2 ist eine Abwandlung der Befestigung des Reibkörpers 7 an dem Außenpol 12 des Magnetgehäuses 8 dargestellt. Der Reibkörper 7 weist in diesem Ausführungsbeispiel einen axialen Ansatz auf, der den Anker 2 an dessen Außenumfang übergreift und mittels eines koaxialen Gewindes 13 außen auf den Außenpol 12 des Magnetgehäuses axial verstellbar aufgeschraubt ist.

Fig. 3 zeigt eine weitere Abwandlung, bei welcher ein den Anker übergreifendes Rohr aus weichmagnetischem Metall mittels eines koaxialen Gewindes 13 auf den Außenpol 12 des Magnetgehäuses 8 geschraubt ist. Ein nach innen gerichteter Flansch des Rohres 20 trägt den als kreisringförmigen Reibbelag ausgebildeten Reibkörper 7, der mit dem Anker 2 in Eingriff kommt.

Auch andere axiale Nachstellmöglichkeiten des Polkörpers 7 sind selbstverständlich denkbar, wie z. B. eine einem Bajonett-Verschluß ähnliche Einrichtung oder ein Schiebesitz mit Feststellschraube. Sofern auf ein Nachstellen des Luftspaltes 14 verzichtet wird, kann der Reibkörper 7 auch fest an dem Außenpol 12 angebracht sein.

Claims (6)

1. Elektromagnetisch betätigte Kupplungs-Bremskombination, mit einem fest auf einer Antriebswelle angeordneten Magnetkörper, mit einer koaxial zwischen einem inneren Kernteil und einem äußeren Mantelteil des Magnetkörpers angeordneten Spule, mit einem die Spule tragenden feststehenden Magnetgehäuse, mit einem fest auf einer Abtriebswelle angeordneten Mitnehmer und mit einem drehfest und axial beweglich an dem Mitnehmer angeordneten Anker, der bei Stromzufuhr zu der Spule durch deren Magnetkraft axial gegen den Magnetkörper bewegt wird und bei stromloser Spule durch Federkraft von dem Magnetkörper axial abgehoben und gegen einen Reibkörper gedrückt wird, der auf der von dem Magnetkörper abgewandten Seite des Ankers angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetgehäuse (8) mit einem inneren Kernteil koaxial in die Spule (1) eingreift, daß der innere Kernteil des Magnetkörpers (3) koaxial drehbar in dem inneren Kernteil des Magentgehäuses (8) angeordnet ist, daß ein Außenpol (12) des Magnetgehäuses (8) den äußeren Mantelteil des Magnetkörpers (3) koaxial außen über dessen axiale Länge umschließt und daß der Reibkörper (7) von dem Außenpol (12) des Magnetgehäuses (8) getragen ist.

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Reibkörper (7) an dem Außenpol (12) axial verstellbar befestigt ist.

3. Kupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Reibkörper (7) mit einem koaxialen Gewinde (13) an dem Außenpol (12) des Magnetgehäuses (8) befestigt ist.

4. Kupplung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenpol (12) des Magnetgehäuses (8) axial verlängert ist und den Anker (2) rohrförmig übergreift.

5. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Mitnehmer (15) koaxial eine Druckfeder (6) angeordnet ist, deren dem Magnetkörper (3) zugewandtes Ende an dem Mitnehmer (15) abgestützt ist und deren anderes Ende an einer mit dem Anker (2) fest verbundenen Ringscheibe (18) abgestützt ist.

6. Kupplung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetgehäuse (8) auf dem Magnetkörper (3) drehbar gelagert und durch einen Haltearm (9) festgehalten ist.