DE4031508C2 - Elektromagnetisch betätigbare Kupplungs-/Bremskombination - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektromagnetisch betätigbare Kupp­ lungs-/Bremskombination nach dem Oberbegriff des Patent­ anspruches 1.

Kupplungs-/Bremskombinationen dieser Art sind bekannt (DE 31 16 902 A1). Diese Bauarten, bei denen beiden axial der Ankerschei­ be gegenüberliegenden Kupplungsteilen je ein Elektromagnet zu­ geordnet ist, erlauben es in relativ einfacher Weise, eine mit der Ankerscheibe verbundene Welle entweder über den Kupplungs­ flansch mit einem Antrieb zu verbinden und dadurch die Welle anzutreiben, oder mit dem Bremsflansch, der fest steht, in Ver­ bindung zu bringen und dadurch die Welle abzubremsen. Wegen der federnden Membranen arbeiten solche Bauarten auch mit kürzesten Schaltzeiten, wie sie z. B. für den Einsatz in der Webmaschinen­ industrie erforderlich sind.

Das Einsetzen des Abbremsvorganges setzt aber voraus, daß der zugeordnete Elektromagnet eingeschaltet ist. Ist das nicht der Fall, oder fällt die Stromzufuhr zum Elektromagneten aus, dann kann eine Drehbewegung der Welle nicht ausgeschlossen werden.

Es gibt Maschinentypen, bei denen aus Sicherheitsgründen eine Sicherheitsbremse angebracht werden muß, damit nach dem Still­ setzen der Maschine und bei ausgeschalteter Magnetspule die Maschinenwelle trotzdem festgehalten werden kann. Man hat dies bisher dadurch gelöst, daß man der Welle eine Sicherheitsbremse zugeordnet hat, die allerdings einen zusätzlichen Bauraum und einen entsprechenden Herstellungsaufwand beansprucht hat.

Bei anderen Bauarten (DE-GbM 16 43 621) ist eine axial auf einer Welle verschiebbare Kupplungsscheibe vorgesehen, die durch Druckfedern dann, wenn ein Ringmagnet ausgeschaltet ist, mit einer keilförmigen Reibfläche gegen einen Bremsflansch drückt. Solche Kupplungen, die für Schwungradscheren oder -pressen gedacht sind, sind wegen der relativ schweren Kupplungsscheibe nicht für schnelle Schaltvorgänge und ins­ besondere nicht für schnelle Wechsel zwischen Kupplungs- und Bremsvorgängen geeignet.

Dies gilt auch für andere Bauarten (DD 2 66 624 A1), bei denen zwar noch eine Membran vorgesehen ist, die aber nicht zur freien Axialbewegung der Kupplungsscheibe, sondern dazu dient, diese drehfest mit der Welle zu verbinden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Kupplungs-/Bremskombination der eingangs genannten Art eine Sicherheitsbremse vorzusehen, ohne daß dazu zusätzlicher Bauraum und eine zusätzliche Bremseinrichtung benötigt wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe werden bei einer elektromagnetisch betätigbaren Kupplungs-/Bremskombination der eingangs genannten Art die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 vor­ gesehen.

Durch diese Ausgestaltung wird in einfacher Weise die der Kupp­ lungs-/Bremskombination schon innewohnende Bremsfähigkeit auch für die Sicherheitsbremse ausgenützt, ohne daß dazu ein geson­ derter Bauraum notwendig wird. Die Halterung läßt sich un­ mittelbar an der Nabe der Ankerscheibe festlegen.

In der älteren, aber nicht vorveröffentlichten DE 40 21 310 A1 werden zwar Membranen zur Lagerung der Kupplungsscheibe vorge­ schlagen. Eine zusätzliche Beeinflussung der Membran durch Druckfedern und einen Anlagering, der mit seinem äußeren Rand auf die Membran drückt, ist dort nicht vorgesehen.

In Weiterbildung der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn die Halterung als ein Haltering ausgebildet ist, der an der Nabe angeschraubt ist. Schließlich kann in besonders einfacher Weise der Haltering und der Druckring mit Aufnahmen für mehrere gleichmäßig auf dem Umfang verteilte und die Druckfederanord­ nung bildende Schraubendruckfedern versehen sein. Die neue Ausgestaltung ermöglicht es auf diese Weise, eine Kupplungs-/Bremskombination der eingangs ge­ nannten Art gleichzeitig mit einer Sicherheitsbremse aus zu­ rüsten, wenn das gewünscht wird. Da der Haltering mit der Druckfederanordnung und dem Druckring als eine Baueinheit aus­ gebildet werden kann, die an der Nabe der Ankerscheibe an­ schraubbar ist, ist es auch möglich, eine solche Sicherheits­ bremsanordnung nachträglich anzuschrauben oder sie mit der Kupplungs-/Bremskombination zum Zweck eines späteren Anschrau­ bens mitzuliefern.

Die Erfindung ist in der Zeichnung anhand eines Ausführungsbei­ spieles dargestellt und wird im folgenden erläutert.

Die einzige Zeichnung zeigt dabei eine Darstellung einer erfin­ dungsgemäß ausgestalteten Kupplungs-/Bremskombination, deren obere Hälfte in einer Längsmittelebene aufgeschnitten ist.

Aus der Zeichnung ist erkennbar, daß die Kupplungs-/Brems­ kombination aus zwei koaxial zueinander angeordneten Flanschen (1 und 2) besteht, von denen der Flansch (1) ein in nicht näher dargestellter Weise mit einer Antriebseinrichtung, beispiels­ weise mit einem Riemenrad verbunden ist. Der Flansch (1) wird daher im weiteren als Kupplungsflansch bezeichnet. Er ist mit einer in seinem äußeren Bereich umlaufenden Vertiefung (3) ver­ sehen, in die ein ortsfest angeordneter Elektromagnet (4) mit seiner Halterung (5) hereinragt. Die Ausnehmung (3) umgibt die Halterung (5) an allen Seiten mit einem Spalt, so daß eine Drehung des Kupplungsflansches (1) gegenüber der Halterung (5) und dem Elektromagneten (4) möglich ist.

Am Boden der Ausnehmung (3) ist der Kupplungsflansch (1) mit unmagnetischem Material (6) versehen und er besitzt auf der dem Elektromagneten (4) abgewandten Fläche (7) eine Reibfläche.

Etwa spiegelsymmetrisch zu dem Kupplungsflansch (1) aufgebaut ist der Flansch (2), der im folgenden als Bremsflansch bezeich­ net werden wird und der in ebenfalls nicht dargestellter Weise entweder mit einem ortsfesten Teil verbunden wird und sich daher nicht drehen läßt, oder mit einem Schleichganggetriebe in Verbindung steht, das zum Beispiel eine Antriebsschnecke be­ sitzt, die bei Stillstand des Schleichgangantriebes selbst­ hemmend wirkt und bei eingeschaltetem Elektromagneten (9) daher den Bremsflansch (2) ebenfalls an einer Drehung hindert. Der Bremsflansch (2) besitzt ebenfalls eine umlaufende Ausnehmung (3) und unmagnetische Einsätze (6). In seine Ausnehmung (3) ragt eine Halterung (8) mit einem Elektromagneten (9) herein. Der Bremsflansch (2) ist außerdem auf der vom Elektromagneten (9) abgewandten Seite mit einer Reibfläche (10) versehen.

Koaxial zwischen Kupplungsflansch (1) und Bremsflansch (2) ist die Nabe (11) für eine ringartige Ankerscheibe (12) angeordnet, die ebenfalls spiegelsymmetrisch zu einer zwischen den Flanschen (1 und 2) verlaufenden Symmetrieebene ausgebildet ist. Die Ankerscheibe (12) besitzt auf ihren beiden Außenseiten Reibflächen, die mit den Reibflächen (7 und 10) zusammenwirken können, wenn die Ankerscheibe nach der einen oder anderen Seite ausgelenkt ist.

Zwischen den beiden vernieteten Ankerscheiben (12a und 12b) be­ findet sich eine Membran (13). Die Membran (13) ist weiterhin an einem umlaufenden Flansch (14) der Nabe (11) drehfest befestigt. Die Membran (13) ist in bekannter Weise so ausge­ bildet, daß sie eine axiale Beweglichkeit der Ankerscheibe (12) zuläßt, diese aber drehfest mit der Nabe (11) verbindet. Die Nabe (11) wiederum kann auf eine nicht gezeigte Maschinenwelle aufgesetzt werden.

Diese Maschinenwelle läßt sich daher mit der gezeigten Kupp­ lungs-/Bremskombination entweder über den Kupplungsflansch (1) antreiben, wenn der Elektromagnet (4) beaufschlagt ist, oder über den Bremsflansch (2) abbremsen, wenn der Elektromagnet (9) beaufschlagt ist. Um aber zusätzlich zu erreichen, daß die Maschinenwelle auch dann aus Sicherheitsgründen festgelegt und abgebremst bleibt, wenn der Elektromagnet (9) ausfällt oder seine Stromzufuhr unterbrochen ist, ist an der Nabe (11) mit den Schrauben (15) ein Haltering (16) angeschraubt, der mit mehreren gleichmäßig auf seinem Umfang verteilten Ausnehmungen (17) versehen ist, in denen jeweils eine Schraubendruckfeder (18) gehalten ist. Jede dieser Schraubendruckfedern (18) drückt auf einen Druckring (19), der axial beweglich an der Nabe (11) gehalten ist und mit seinem äußeren Rand (20) auf die Membran (13) drückt. Durch die Anordnung der Halterung (16) mit den Druckfedern (18) und dem Druckring (19) wird daher die Anker­ scheibe (12) fest gegen die Reibfläche (10) des Bremsflansches (2) gedrückt, und zwar so, daß eine weitere Drehbewegung der Nabe (11) und der damit verbundenen Antriebswelle verhindert wird. Die Kraft der Druckfedern (18) wird dabei allerdings so bemessen, daß sie nicht größer ist als die vom Elektromagneten (4) auf die Ankerscheibe (12) bei einer Strombeaufschlagung ausgeübte Anzugskraft, so daß die Funktion der Kupplungs-/ Bremskombination durch die Anordnung der Sicherheitsbremse nicht beeinträchtigt wird. Dies macht in der Praxis keine Schwierigkeit, weil die Elektromagnetkräfte ohnehin ausreichend stark genug sind, um solche durch die Druckfedern (18) be­ wirkten Andrückkräfte überwinden zu können.

Bei der gezeigten Kupplungs-/Bremskombination ist daher eine Sicherheitsbremse unmittelbar in dem Gehäuse der Kupplung, d. h. innerhalb des von der Kupplungs-/Bremskombination beanspruchten Bauraum integriert. Die zusätzliche Anordnung einer Sicher­ heitsbremse entfällt. Zusätzlicher Einbauraum wird überflüssig.

Es ist ohne weiteres möglich, nach dem Lösen der Schrauben (15) diese Sicherheitsbremsanordnung von der Nabe (11) abzunehmen, so daß die Kupplungs-/Bremskombination dann in herkömmlicher Weise einsetzbar ist. Für alle Fälle aber, wo eine Sicherheits­ bremse für die anzutreibende Welle notwendig ist, kann der Haltering (16) mit den Schraubendruckfedern (18) und dem Druck­ ring (19) zusätzlich angeschraubt werden. Er kann in der Praxis, da sein Herstellungsaufwand verhältnismäßig niedrig ist, als zusätzliches Anbauteil jeder Kupplungs-/Bremskombina­ tion mitgegeben werden.

Claims (3)

1. Elektromagnetisch betätigbare Kupplungs-/Bremskombi­ nation mit einer Ankerscheibe, die mit Hilfe einer federnden Membran an einer Nabe zwischen axial gegenüberliegenden Reib­ flächen von jeweils mit einem Elektromagneten versehenen Kupp­ lungsteilen mit koaxial angeordneten Kupplungs- oder Bremsflan­ schen drehfest aber axial frei beweglich gehaltenen ist und bei Beaufschlagung eines der beiden Elektromagneten gegen die zuge­ ordnete Reibfläche anziehbar ist, dadurch gekennzeichnet, der Nabe (11) eine in Richtung der Bremsflansch-Reibfläche (10) und auf die Membran (13) wirkende Federanordnung (18) zugeord­ net ist, deren Andrückkraft geringer als die Axialkraft des dem Kupplungsflansch zugeordneten Elektromagneten (4), aber ausrei­ chend zur Festlegung der Ankerscheibe am Bremsflansch (2) ist, daß die Federanordnung aus einer fest an der Nabe (11) angeord­ neten Halterung (16) für eine Druckfederanordnung (18), die auf der dem Bremsflansch (2) abgewandten Seite der Membran (13) angeordnet ist und aus einem an die Ankerscheibe (12) anleg­ baren, an der von der Halterung (16) abgewandten Seite der Druckfederanordnung (18) vorgesehenen, axial frei beweglichen Druckring (19) besteht, der mit einem äußeren Anlegerand (20) versehen ist, der an der Ankerscheibe (12) oder an der Membran­ scheibe (13) anlegbar ist.

2. Kupplungs-/Bremskombination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung als ein Haltering (16) aus­ gebildet ist, der an der Nabe (11) angeschraubt ist.

3. Kupplungs-/Bremskombination nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der Haltering (16) mit Aufnahmen (17) für mehrere gleichmäßig auf dem Umfang verteilte und die Druckfederanordnung bildende Schraubendruckfedern (18) versehen ist.