DE709865C

DE709865C - Device for switching electromagnetic clutches

Info

Publication number: DE709865C
Application number: DEZ24642D
Authority: DE
Inventors: E Wilhelm Berg; Ludwig Wiedmann
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1938-06-24
Filing date: 1938-06-24
Publication date: 1941-08-28

Description

Einrichtung zum Schalten elektromagnetischer Kupplungen Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Schalten elektromagnetischer Kupplungen, wobei ein elektrischer Regelwiderstand mitverwendet wird.Device for switching electromagnetic clutches The invention relates to a device for switching electromagnetic clutches, wherein a electrical rheostat is also used.

Bei der Erfindung hat man sich die Aufgabe gestellt, das Einrücken solcher Kupplungen möglichst sanft und stoßfrei durchzuführen und dazu die elektrische Kraft wirtschaftlich zu verwenden. Es ist beabsichtigt, vom Leerlaufzustand der Kupplung aus zunächst zur Überwindung des zwischen den Kupplungsteilen vorhandenen Luftspaltes eine ausreichende Stromzufuhr zu sichern, gleich danach aber, mit geringster Stromstärke beginnend, die Stromstärke allmählich zur vollen Stärke anwachsen zu lassen, die das endgültige Schließen der Kupplung zu bewirken hat. Diese Arbeitsweise ist besonders vorteilhaft bei elektromagnetischen Lamellenkupplungen, in denen eine größere Anzahl dünner ferromagnetischer Reibscheiben zur Drehmomentübertragung vorgesehen sind, da hier ein 'verhältnismäßig großer Gesamtluftspalt zu überwinden ist.In the invention you have set yourself the task of engaging Carry out such couplings as gently and smoothly as possible, plus the electrical To use power economically. It is by design from the idle state of the Coupling off initially to overcome the existing between the coupling parts Air gap to ensure a sufficient power supply, but immediately afterwards, with the lowest Beginning with amperage, the amperage gradually increases to full strength let, which has to bring about the final closing of the clutch. This way of working is particularly advantageous for electromagnetic multi-plate clutches in which one larger number of thin ferromagnetic friction disks intended for torque transmission are, because here a 'relatively large total air gap has to be overcome.

Es ist zum Zwecke der Erreichung des stoßfreien Einrückens von * Schraubenfederreibungskupplungen eine hydraulische Steuerungsvorrichtung bekanntgeworden, durch die die Eindickbewegung des Kupplungshebels, zunächst schnell, während des Beginns des Kuppelns langsam -und dann für den endgültig letzten Schließdruck wieder schnell ausgeführt wird. Eine Veränderung der Kraftwirkung ist dabei nicht vorgesehen.It is for the purpose of achieving the smooth engagement of * coil spring friction clutches a hydraulic control device has become known, through which the thickening movement of the clutch lever, at first quickly, slowly during the beginning of the clutch -and is then quickly executed again for the final final closing pressure. A change in the force effect is not intended.

Für elektromagnetische Kupplungen ist es zwar bekanntgeworden, die magnetische Anziehungskraft beim Einrücken allmählich ansteigen zu lassen, und es wurden auch Kupplungsausführungen veröffentlicht, bei denen das Einrücken sich so vollzog, daß der volle Strom öfters unterbrochen wurde, also mehrere Stromstöße entstanden.For electromagnetic clutches it has become known that magnetic attraction to gradually increase when engaging, and it clutch designs were also published in which the engagement is so realized that the full current was interrupted several times, that is, several current surges developed.

Den bekannten Einrichtungen gegenüber erzielt die Erfindung eine wesentlich günstizi II gere Wirkung, und zwar vollzieht sich der Einrückvorgang in neuartiger Weise, was im wesentlichen dadurch erreicht wird, daß die zur Magnetspule der Kupplung führende Leitung, an die der Regelwiderstand angeschlossen ist, einen den Regelwiderstand umgebenden Leitungszweig mit einem Kontaktteil besitzt, der durch ein zwangsläufig bewegtes Steuerglied während des Einschaltvorganges anfänglich auf kurze Zeit geschlossen gehalten wird, so daß der Magnetspule einleitend vorübergehend vollstarker oder nur wenig geschwächter Strom zugeführt wird und damit das Anziehen der Kupplungsteile mit voller Kraft erfolgt, worauf sogleich selbsttätig der erwähnte Kontakt gelöst und nunmehr das Schalten unter Benutzung des Regelwiderstandes sich so volllzieht, daß die Stromstärke zunächst erheblich herabgesetzt ist und von da ab allmählich zur vollen Stärke erhöht wird. Eine derartig ausgebildete Schalteinrichtung für eine elektromagnetische Kupplung ist für den Betrieb von wesentlichem Vorteil, indem beim Leerlaufzustand der Kupplungen die zwischen den Kupplungsteilen und bei Lamellenkupplungen zwischen den einzelnen Lamellen untereinander vorhandene Luftspalte mittels eines kurzen, kräftigen Stromimpulses rasch überbrückt werden, so daß alle Kupplungsteile zur Anlage gelangen, und unmittelbar darauf kann dank des plötzlichen .Nachlassens der Stromstärke die Kupplung schleifen und mit allmählich ansteigender Stromstärke das Kuppeln sanft und stoßfrei vor sich gehen.Compared to the known devices, the invention achieves an essential favorable II more effect, namely the engagement process takes place in a novel way, which is essentially achieved by the fact that the magnetic coil line leading to the coupling to which the rheostat is connected the line branch surrounding the rheostat with a contact part which initially by a control element that is inevitably moved during the switch-on process is kept closed for a short time, so that the solenoid is preliminary temporarily full or only slightly weakened current is supplied and thus the tightening of the coupling parts takes place with full force, whereupon the mentioned immediately automatically Contact released and now switching using the rheostat itself in such a way that the current is initially considerably reduced and from there from is gradually increased to full strength. A switching device designed in this way for an electromagnetic clutch is a significant advantage for operation, by, when the clutches are idling, between the clutch parts and at Multi-disk clutches between the individual disks with one another be bridged quickly by means of a short, powerful current impulse, so that all Coupling parts get to the plant, and immediately afterwards, thanks to the sudden .When the amperage drops, slip the clutch and gradually increase with it Current intensity, the coupling can be done smoothly and without bumps.

Die angestrebte Wirkung wird auf verhältnismäßig einfache Art und Weise erreicht, ohne daß es etwa nötig ist, den elektromagnetischen Teil der Kupplung so groß und umfangreich zu gestalten, wie es ohne die erfindungsgemäße Einrichtung ein gutes Arbeiten der Kupplung erfordern würde.The desired effect is in a relatively simple way and Way, without it being necessary, for example, the electromagnetic part of the clutch to make as large and extensive as it would be without the device according to the invention would require the clutch to work well.

Die Zeichnung zeigt zwei beispielsweise Ausführungsformen einer elektromagnetisäen Lamellenkupplung zum Verbinden eines Zahnrades mit einer Triebwelle.The drawing shows two exemplary embodiments of an electromagnetism Multi-disc clutch for connecting a gear to a drive shaft.

Abb. i zeigt ein Schema einer Kupplung in einer Ausführungsform; Abb. 2 zeigt einen senkrechten Längsschnitt einer zweiten Ausführungsform der Kupplung in Leerlaufstellung mit schematischer Darstellung der elektrischen Teile: Abb- 3 zeigt die Kupplung im eingeschalteten Zustand.Fig. I shows a schematic of a coupling in one embodiment; Fig. 2 shows a vertical longitudinal section of a second embodiment of the coupling in idle position with a schematic representation of the electrical parts: Fig- 3 shows the clutch switched on.

Bei beiden Ausführungsbeispielen ist auf der Triebwelle i der eine Kupplungskörper 2, der die Magnetspule 3 enthält, aufgekeilt, während der andere Kupplungskörper 7, der ein Zahnrad 6 aufgekeilt trägt, sich auf der Welle i lose drehen kann, Der Kupplungskörper 2 besitzt am äußeren Umfang einen Klauenkranz 4, an dem sich die Außenlamellen 5 führen. Der Kupplungskörper 7 trägt mittels Führungsklauen 8 die Innenlamellen 9 und die Endscheibe Io, die hier als Anker bezeichnet werden kann. Zwischen den Lamellen sind Federglieder 12 zum Auseinanderbewegen aller Teile vorgesehen. -Die Schaltanlage gemäß Abb. i umfaßt die Stromquelle 2o, den elektrischen Widerstand 22, die Leitung 23 vom Widerstand zur Spule 3, die Leitung 3o von der Spule 3 zur Masse 29, die Leitung 28, die von der Masse 29 zur Übergangsstelle 27, dem Drehzapfen des als Kontaktteil dienenden Schalthebels 26 führt, und die Umgehungsleitung i i, die sich an Leitung 23 anschließt 'und am freien Ende einen schwenkbaren Kontakt 13 besitzt, der durch Federn 14 derart beeinflußt wird, daß er nach jedesmaliger Schwenkbewegung in eine mittlere Bereitschaftslage selbsttätig eintritt. Der Schalthebel ;26 ist an seinem Angriffsende mit einer Isolierplatte 25 versehen. Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende: Wird der Schalthebel 26 zwecks Einschaltens der Kupplung aus seiner in Abb. i punktiert dargestellten Ruhe- und Anfangslage o in Richtung des eingezeichneten Pfeiles geschwenkt, so wird er zunächst mit dem Kontakt 13 in Berührung gelangen (Stellung I), wodurch der Magnetspule 3 sofort vollstarker Strom zugeführt wird und die Lamellen 5, 9 und die Endscheibe Io an den Kupplungskörper 2 angezogen werden. Dieser Vorgang währt während der Hebelschwenkung nur einen kurzen Augenblick, denn der Kontakt 13 wird sogleich wieder verlassen und tritt in seine Mittellage zurück. Der Hebel 26 tritt dann mit dem Widerstand 2:2 in Berührung (Stellung II), so daß die Magnetspule 3 stark gedrosselten Strom erhält. Während der weiteren- Schwenkung des Schalthebels 26 und beim Gleiten desselben über den Widerstand erreicht der Strom allmählich wieder seine volle 7 Stromstärke. 'Die Endstellung III des Hebels 26 ist strichpunktiert angedeutet.In both embodiments, one coupling body 2, which contains the magnetic coil 3, is keyed on the drive shaft i, while the other coupling body 7, which carries a gear 6 wedged, can rotate loosely on the shaft i, the coupling body 2 has on the outer circumference a claw ring 4 on which the outer disks 5 lead. The coupling body 7 carries the inner plates 9 and the end plate Io, which can be referred to here as an anchor, by means of guide claws 8. Spring members 12 for moving all parts apart are provided between the slats. -The switchgear according to Fig. I comprises the power source 2o, the electrical resistor 22, the line 23 from the resistor to the coil 3, the line 3o from the coil 3 to the ground 29, the line 28, which goes from the ground 29 to the transition point 27, the pivot of the switching lever 26 serving as a contact part, and the bypass line ii, which connects to line 23 'and at the free end has a pivotable contact 13 which is influenced by springs 14 in such a way that it automatically returns to a central standby position after each pivoting movement entry. The shift lever 26 is provided with an insulating plate 25 at its attack end. The operation of the device is the following. When the shift lever 26 pivoted from its in Figure i dotted resting and starting position shown o in the direction indicated by the arrow for the purpose of switching on the coupling, so it is first connected to the contact 13 in contact access (position I) , whereby the magnetic coil 3 is immediately supplied with full current and the lamellae 5, 9 and the end plate Io are attracted to the coupling body 2. This process only lasts for a short moment during the pivoting of the lever, because the contact 13 is immediately left again and returns to its central position. The lever 26 then comes into contact with the resistor 2: 2 (position II), so that the magnetic coil 3 receives a strongly throttled current. During the further pivoting of the switching lever 26 and when it slides over the resistance, the current gradually reaches its full current strength again. 'The end position III of the lever 26 is indicated by dash-dotted lines.

Wird der Schalthebel 26 aus seiner Endstellung zurückgeschwenkt, so vollzieht sich unter Mitverjvendung des elektrischen Widerstandes 22 eine allmähliche Drosselung des Stromes, und schließlich verläßt der Schalthebel 26 den Widerstand und tritt mit seiner Isolierplatte 25 gegen den Koritaktteil 13 und schiebt ihn weg, ohne daß über, den Kontaktteil 13 nochmals Strom zur Magnetspule 3 ,-elangt. Sobald der Schalthebel 26 den Kontaktteil 13 verlassen und seine Anfangsstellung o erreicht hat, wurde der Kontaktteil r3 inzwischen durch die Wirkung seiner Federn wieder in seine mittlere Stellung bewegt, um für das nächste Einschalten wieder bereit zu sein.If the switching lever 26 is pivoted back from its end position, the electrical resistance 22 is gradually throttled, and finally the switching lever 26 leaves the resistor and steps with its insulating plate 25 against the Koritakt part 13 and pushes it away without over , the contact part 13 again current to the solenoid 3 , -elangen. As soon as the switching lever 26 has left the contact part 13 and has reached its initial position o, the contact part r3 has meanwhile been moved back into its middle position by the action of its springs in order to be ready for the next switch-on.

Die Ausführungsform gemäß Abb. 2 und 3 zeigt, wie für die Stromsteuerung einer der Kupplungsteile mitbenutzt -wird.The embodiment according to Fig. 2 and 3 shows how for the current control one of the coupling parts is also used.

Gegen die auf dem Kupplungskörper 7 geführte Endscheibe Io legt sich ein im Kupplungsgehäuse 32 verschiebbarer und unter dem Einfluß einer Druckfeder 15 stehender Bolzen 16 mit dem einen Ende an, während sein anderes Ende ein Kontaktplättchen 17 besitzt.A bolt 16, which is displaceable in the clutch housing 32 and is under the influence of a compression spring 15, rests at one end against the end plate Io guided on the clutch body 7, while its other end has a contact plate 17.

Bei im Leerlaufzustand befindlicher Kupplung (Abb. 2) verbindet das Kontaktplättchen die Leitungsteile 18, I9, von denen der eine, 18, sich der vom Regelwiderstand 22 zur Magnetspule 3 führenden Leitung 23 anschließt, während der andere Leitungsteil I9 zu einer Kontaktleiste 24 führt; die sich etwa gleichgerichtet zum Regelwiderstand 22 erstreckt. Der schwenkbare Schalthebel 26, der selbst einen Kontaktteil bildet, ist über seinen Drehzapfen 27 an den Leitungszweig --8 angeschlossen, der an leitender Masse 29 endet. In -die Leitung 28 ist die ' Stromquelle 2o eingeschaltet. Von der Masse führt ein Leitungsstück 30 zur Magnetspule 3. When the clutch is in the idle state (Fig. 2), the contact plate connects the line parts 18, I9, of which one, 18, connects to the line 23 leading from the variable resistor 22 to the solenoid 3 , while the other line part I9 leads to a contact strip 24; which extends approximately in the same direction as the variable resistor 22. The pivotable switching lever 26, which itself forms a contact part, is connected via its pivot pin 27 to the branch line --8, which ends at conductive ground 29. In line 28, the current source 2o is switched on. A line section 30 leads from the ground to the magnet coil 3.

Die Wirkungsweise dieser Einrichtung ist folgende: Zwecks Einschaltens der Kupplung wird der Schalthebel 26 aus seiner in Abb. 2 mit ausgezogener Linie gezeichneten Ruhelage o in der eingezeichneten Pfeilrichtung geschwenkt und gelangt dabei zunächst in die mit punktierter Linie gegebene Anfangsstellung I, in der der Hebel 26 die Kontaktleiste 24 berührt. Dabei wird einerseits über die Leitung 29, Masse -,9 und Leitungsstück 30, - und andererseits über Leitungsstück I9, Kontaktplättchen 17, Leitungszweig 18 und Leitung 23 der Magnetspule 3 vollstarker Strom zugefübrt, so daßt die Kupplung s ' ich schließt, d. h. die Lamellen 5,9 mit Endscheibe Io untereinander und mit dem die Magnetspule enthaltenden Kupplungskörper -9 zur Anlage gelangen, wie es Abb. 3 erkennen läßt. Mit der axialen Bewegung der Lamellen und der Endscheibe zum Kupplungskörper 2 hin ist auch der Bolzen 16 unter dem Einfluß der Feder 15 gefolgt, und das Kontaktplättchen 17 - wurde von den Leitungsteilen- I8 und I9 augenblicklich abgehoben, so daß die. Magnetspule 3 keinen vollstarken Strom mehr erhält, sondern ihr über den Widerstand 22 nur verhältnismäßig stark gedrosselter Strom zugeführt wird. Mit dem Weiterbewegen des Schalthebels 26, wobei die Magnetspule 3 dauernd ihren Strom über den Widerstand 22 erhält, verringert sich der -Einfluß des Widerstandes allmählich -, und der Strom wächst in seiner Stärke an, und schließlich, sobald der Schalthebel 26 von dem Widerstand 22 außer Berührung tritt, nämlich von der Hebelstellung II (Abb. 3) ab, erhält die Magnetspule wieder vollstarken Strom, so daß der volle Kupplungsschluß erreicht ist und beibehalten wird. Die Endstellung des Schalthebels 26 ist mit III angedeutet.The mode of operation of this device is as follows: For the purpose of engaging the clutch, the shift lever 26 is pivoted from its rest position o, shown with a solid line in Fig. 2, in the direction of the arrow and initially arrives at the initial position I indicated by the dotted line, in which the lever 26 the contact strip 24 touches. On the one hand, through line 29, ground -, 9 and line piece 30, - and on the other hand, through line piece I9, contact plate 17, line branch 18 and line 23 of the solenoid 3, full current is supplied, so that the clutch s'I closes, i.e. the lamellae 5.9 with the end plate Io come into contact with one another and with the coupling body -9 containing the magnetic coil, as can be seen in Fig. 3. With the axial movement of the plates and the end plate towards the coupling body 2, the bolt 16 followed under the influence of the spring 15, and the contact plate 17 - was instantly lifted off the line parts - I8 and I9, so that the. Solenoid coil 3 no longer receives a full current, but only a relatively strongly reduced current is fed to it via the resistor 22. As the shift lever 26 is moved further, with the solenoid 3 continuously receiving its current through the resistor 22, the influence of the resistor gradually decreases and the current increases in strength, and finally as soon as the shift lever 26 is removed from the resistor 22 comes out of contact, namely from the lever position II (Fig. 3), the magnetic coil receives full current again, so that the full coupling is achieved and maintained. The end position of the shift lever 26 is indicated by III.

Wird der Schalthebel --6 aus seiner Endstellung III in der entgegengesetzten Richtung geschwenkt, so vollzieht sich unter Mitverwendung des elektrischen Widerstandes 22 eine allmähliche Drosselung des Stromes und schließlich, sobald der Schalthebel 26 die Kontaktleiste 24 und den Widerstand 22 verläßt, das Ausschalten des Stromes. Die Kupplungslamellen 5, 9 und die Endscheibe Io rücken vom Kupplungskörper 2 ab, und es wird mittels des Bolzens 16 und des Kontaktplättchens 17 in den Leitungszweigen 18, I9 die Verbindung hergestellt. Es ist also wieder der Zustand erreicht, der in Abb. 2 dargestellt ist.If the switching lever --6 is pivoted from its end position III in the opposite direction, the current is gradually reduced with the use of the electrical resistor 22 and, finally, as soon as the switching lever 26 leaves the contact strip 24 and the resistor 22, the current is switched off . The clutch plates 5, 9 and the end plate Io move away from the clutch body 2, and the connection is established by means of the bolt 16 and the contact plate 17 in the line branches 18, I9. The state shown in Fig. 2 has thus been reached again.

Die Kontaktleiste 24 erstreckt sich vorteilhaft etwa über die Länge des elektrischen Widerstandes, so daß bei eintretender Auseinanderbewegung der - Kupplungsteile die Kontaktleiste jederzeit zur Übermittlung von vollstarkern Strom zur Magnetspule bereit ist.The contact strip 24 advantageously extends approximately over the length of the electrical resistance, so that when moving apart the - Coupling parts the contact strip at any time for the transmission of full power is ready for the solenoid.

'Die erfindungsgemäße Schalteinrichtung ist auch für die einfachste Kupplungsausführung mit nur einer Ankerscheibe anwendbar. Die Einrichtung kommt auch sönst für jederlei Anwendung in Betracht, und zwar für Einzelkupplungen sowohl als auch für Kupplungsgruppen, wie sie in Getrieben von Kraftfahrzeugen üblich sind. Im zuletzt. genannten Anwendungsfall wird vorteilhaft eine allen Schalthebeln der Kupplungen gemeinsame Steuereinrichtung vorgesehen.'The switching device according to the invention is also for the simplest Coupling design with only one armature disk can be used. The facility is coming can also be used for any application, both for single couplings as well as for clutch groups, as they are common in transmissions of motor vehicles. Im last. named application is advantageous one of all the shift levers Clutches common control device provided.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Device for switching electromagnetic clutches, especially multi-plate clutches, with an electrical control resistor also used is, characterized in that the one leading to the magnetic coil of the clutch The line to which the rheostat is connected is the rheostat has a surrounding branch (ii or 18, ig) with a contact part (13 or 17), by an inevitably moved control element (--6 or 16) during the switch-on process - is initially kept closed for a short time so that the solenoid is initiated temporarily full or only slightly weakened current is supplied and thus the coupling parts are tightened with full force, whereupon immediately automatically the mentioned contact released and now switching using the variable resistor takes place in such a way that the current intensity is initially considerably reduced and from as from is gradually increased to full strength.

2. Switching device according to claim i, characterized in that the contact part (13) located in the bypass line protrudes resiliently into the path of movement of the clutch shift lever (26) , in such a way that with the engagement movement of the clutch shift lever - (: 26), to which the one line part then, before reaching the variable resistor (22) the temporary contact with the contact part (13) comes about and, as soon as the contact is released again, the clutch lever (26) strokes the variable resistor.

3. Sch'alteinrichtung according to claim i, characterized in that the Kontakttei1 (17) located in the bypass line with one of the coupling parts (i o) is related, such that the contact (17) in the idle state the clutch is closed, but is released when the clutch is engaged.

4. Switching device according to claim i to 3, characterized in that the contact part of the bypass line branch located in the area of the switching lever (: 26) formed as a contact part extends over the length of the electrical regulating resistor as a contact strip (24).