DE8709246U1

DE8709246U1 - Reibbelag

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Publication number: DE8709246U1
Application number: DE8709246U
Authority: DE
Original assignee: Dana Inc
Current assignee: Dana Inc
Priority date: 1986-07-31
Filing date: 1987-07-04
Publication date: 1987-09-03
Also published as: IT8720981A0; US4718529A; IT1205160B; JPS6338725A; GB2193272A; GB2193272B; DE3722146A1; GB8718233D0; FR2602563A1; CA1274793A; DE3722146C2; FR2602563B1; JPH0678770B2

Description

HOEGER₁STELLRECHTIs¹RA-RTMIER: ::

PATENTANWÄLTE

UHLANDSTRASSE &igr;* c · d 7000 Stuttgart 1 - 8 -

A 4-7 577 b Anmelder: DANA CORPORATION k - 93 4.500 Dorr Street

2&Lgr;. 6. 1987 Toledo, Ohio 4-3697

U.S.A.

Reibbelag

Die Erfindung betrifft einen Reibbelag für eine elektromagnetische Kupplung in Form eines zwei parallele Hauptflächen aufweisenden Formteils aus Reibmaterial, in welches Einsätze aus weichmagnetischem Material eingelegt sind, welche zueinander parallele Stirnflächen aufweisen, die jweils in einer Ebene mit den Hauptflächen des Reibbelages liegen.

Speziell befaßt sich die Erfindung mit einer elektromagnetischen Kupplung bzw. Bremse, bei der der Reibbelag, wenn er verschlissen ist, leicht ausgewechselt werden kann.

In der US-PS U 34&Lgr; 056 ist ein leicht auswechselbarer Reibbelag fUr eine elektromagnetische Kupplungsvorrichtung beschrieben.Dabei besteht der Reibbelag aus einer Reibmateriaischicht mit parallelen Hauptflächen, in die Einsätze aus magnetisierbarem

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Material eingesetzt sind, welche die aktiven Polflächen der Magnetkupplung definieren. Der Reibbelag wird vorzugsweise so hergestellt, daß das Reibmaterial in einer Form um die Einsätze herum derart gepresst wird, daß die Einsätze eine vorgegebene Lage in dem Reibmaterial einnehmen und daß ihre Stirnflächen in einer Ebene mit den Hauptflächen des Reibmaterials liegen. Ein solcher Reibbelag ist lösbar mit einer Montage-platte aus raagnetisierbarem, Material verbunden und wird komplett - einschließlich Reibmaterial und Einsätzen - ausgewechselt,wenn er verschlissen ist. Bei Hochleistungs-Kupplungsvorrichtungen zum übertragen großer Drehmomente haben die Einsätze bisher die Tendenz, sich in dem Reibmaterial zu verlagern, und zwar aufgrund der unterschiedlichen Wärmedehnung, des hohen Anpressdruckes usw. Eine derartige Verlagerung, insbesondere ein Verkanten, führt dazu, daß im magnetischen Kreis Luftspalte entstehen, welche die Wirksamkeit der Kupplungsvorrichtung beeinträchtigen. Unter besonders schweren Einsatzbedingungen haben die Einsätze außerdem die Tendenz, sich von dem Reibmaterial zu lösen oder ein Verbiegen desselben zu bewirken, wobei sie schneller verschleißen als das Reibmaterial und wobei außerdem die Tendenz besteht, daß die Einsätze von der Montageplatte weggezogen werden. Hierdurch ergeben sich für den Wirkungsgrad der Kupplung schädliche Luftspalte zwischen den Einsätzen und der Montageplatte. Außerdem unterliegen die Einsätze und das Reibmaterial einem ungleichmäßigen Verschleiß.

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Ausgehend von dem vorstehend beschriebenen Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Reibbelag anzugeben, bei dem die Einsätze sicherer in dem Reibmaterial verankert sind, um ein schädliches Verkanten der Einsätze zu verhindern und deren Stirnflächen in einer Ebene mit den Hauptrlachen des Reibmaterial zu halten.

Diese Aufgabe wird bei einem Reibbelag der eingangs angegebenen Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß jeder der Einsätze eine längliche Platte aufweist, die in der Ebene des Reibbelages angeordnet ist und daß jeder der Einsätze mit Schultern versehen ist, welche einstückig mit der Platte ausgebildet sind und in Eingriff mit dem Reibmaterial des Reibbelages stehen, und daß die Schultern derart ausbebildet sind, daß sie die Einsätze gegen jede Verschiebung in der !Ebene des Reibbelages und quer zu den Hauptflächen desselben verhindern, um die Stirnflächen in der Ebene ihrer zugeordneten Hauptfläche des Reihbelages sicher festzulegen.

Ge-aäß der Erfindung werden also an den Einsätzen Schultern vorgesehen, welche dazu führen, daß die Einsätze im Reibmaterial besser verankert sind, und zwar derart, daß Bewegungen der Einsätze bezüglich des Reibmaterials in jeder Richtung verhindert werden.

Dabei ist es ein wesentlicher Vorteil der Erfindung, daß die Möglichkeit der Entstehung von Luftspalten zwischen den Einsätzen und einer Montageplatte ver-

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mieden wird und daß eir- gleichmäßiger Verschleiß von Einsätzen und Reibmaterial gefördert wird. Dieser Vorteil wird in Ausgestaltung der Erfindung durch da-., direkte Verankern der Einsätze selbst an der Montageplatte erreicht. Es wird verhindert, daß die Einsätze im Betrieb aufgrund der darauf einwirkenden Kräfte von der Montageplatte weggezogen werden, wobei die Einsätze gleichzeitig einem Verbiegen und einer Verschiebung ies Reibmaterials entgegenwirken.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung werden die Befestigungselemente zum Befestigen mehrerer Einsätze an der Montageplatte in spezieller Weise so angeordnet, daß einerseits ein leichtes Auswechseln des Reibbelages ermöglicht wird, während andererseits magnetische Brücken zwischen Einsätzen entgegengesetzter Polarität vermieden werden.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung noch näher erläutere und/oder sind Gegenstand von Unteransprüchen. Es zeigen:

Fig. 1 einen axialen Querschnitt durch eine typische elektromagnetische Kupplung mit einem erfindungsgemäßen Reibbelag;

Fig. 2 eine vergrößerte Detaildarstellung der Kupplung gem. Fig. 1 mit dem Reibbelag;

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Fig. 3 eine Vorderansicht des erfindungsgemäßen Reibbelages, gesehen von der Linie 3-3 in Fig. 2;

Fig. 4 eine Vorderansicht eines äußeren und eines inneren Einsatzes des Reibbelages;

Fig. 5 verkleinerte, perspektivische Darstellungen und 6 eines äußeren bzw. eines inneren Einsatzes, gesehen von der einem Anker zugewandten Vorderseite der Einsätze;

Fig. 7 Querschnitte längs der Linien 7-7, 8-8 bis 9 bzw. 9-9 in Fig. 4;

Fig. 10 eine Rückansicht des Reibbelages gemäß Fig. 2, gesehen von der Linie 10-10 in dieser Figur;

Fig. 11 eine Rückansicht eines äußeren und eines inneren Einsatzes des Reibbelages und

Fig. 12 perspektivische Darstellungen eines äußeren und 13 bzw. eines inneren Einsatzes, gesehen von der einer Montageplatte zugewandten Rückseite der Einsätze.

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Im einzelnen ist in der Zeichnung eine Kupplung 15 dargestellt, mit deren Hilfe selektiv eine Drehmoment von einem zu einer Drehbewegung antreibbaren Eingangselement 16 auf ein zu einer Drehbewegung antreibbares Äusgangselement 17 übertragbar ist. Beim Äüsfiihrüfigsbeispiel ist das Eingangselement 16 eine Buchse, die durch eine Welle 18 antreibbar ist, welche teleskopartig in die Buchse 16 eingeschoben und starr mit dieser verbunden werden kann. Das Ausgangselement 17 ist eine Nabe 17, die auf der Buchse 16 mittels zweier Lager 19 gelagert ist und die mit einem radial abetehenden Flansch 20 versehen ist.

Die Kupplung 15 umfaßt ein ringförmiges Element 21, welches einen U-förmigen Querschnitt besitzt und mittels eines feststehenden Montagebügels 22 stationär gehaltert ist. Zwischen dem ringförmigen Element 21 und der Buchse 16 ist dabei ein Lager 23 angeordnet, welches die beiden genannten Teile frei drehbar miteinander verbindet. In der Nut des ringförmigen Elementes 21 ist eine Spule 2k angeordnet, welcher aus einer Gleichstromquelle ein geeigneter Erregerstrom zugeführt werden kann. Bei erregter Spule 2&Lgr; bilden die beiden Schenkel des ringförmigen Elements 21 magnetische Pole, zwischen denen sich ein ringförmiges Magnetfeld schließt.

Mit dem hinteren Teil der Buchse 16 ist ein Rotor drehfest verbunden, welcher das vordere Ende des

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Elementes 21 umschließt und eine zur Drehachse senkrechte kreisscheibenförtaige Platte 26 (vergl. Fig. 2) umfaßt, die angrenzend an die freien Enden der Schenkel des Elements 21 angeordnet ist. Der Rotor 25 beeteht aus Stahl oder einem anderen magnetisierbaren Material und seine Platte 26 enthält ein ringförmiges Band 27 aus unmagnetischem Material, welches den Rotor 25 in einen inneren ringförmigen Teil und einen äußeren ringförmigen Teil unterteilt, wobei diese beiden Teile bei erregter Spule 24 eine zueinander entgegengesetzte nagnetische Polarität haben.

Der Platte 26 des Rotors 25 gegenüberliegend ist ein kreisscheibenförmiger Anker 28 aus Stahl angeordnet. Der Anker 28 wird vorzugsweise durch zwei halbkreisförmige Bögen gebildet, die an dem Flansch 20 der das Ausgangselement bildenden Nabe 17 mittels insgesamt acht im Abstand voneinander angeordneter Schrauben 29 befestigt sind, welche fluchtende Öffnungen JO des Ankers 28 und des Flansches 20 durchgreifen, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist. Durch Entfernen der Schrauben 29 können die beiden halbkreisförmigen Teile des Ankers in radialer Richtung von der Buchse 16 abgenommen und repariert bzw. ausgewechselt werden.

Die Nabe des Rotors 25 ist innen mit einer Verzahnung 31 versehen, derart, daß der Rotor 25 mit der Buchse 16 verzahnt ist und längs der Buchse 16 in axialer

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Richtung auf den Anker 28 zu und von diesem weg bewegbar ist. Wenn die Spule 24 erregt ist, fließt der magnetische Fluß über die Luftspalte zwischen dem Rotor 25 und dem Anker 28, so daß dieser in axialer Richtung angezogen wird. Der Anker 28 wird von dem Rotor 25 reibschlüssig erfaßt, wodurch eine Antriebsverbindung zwischen der Buchse 16 und der Nabe 17 geschaffen wird. Wenn die Spule 24 entregt wird, dann wird der Rotor 25 nicht mehr magnetisch von dem Anker 28 angezogen, so daß keine ins Gewicht fallende Kopplung zwischen den beiden Teilen verbleibt. Die Buchse 16 dreht sich somit ohne ein ins Gewicht fallendes Drehmoment auf die Nabe 17 zu übertragen.

Um eine enge, reibschlüssige Kopplung zwischen dem Rotor 25 und dem Anker 28 zu erreichen, trägt der Rotor 25 einen Reibbelag 35* welcher gleichzeitig die magnetischen Pole des Rotors 25 definiert. Beim Ausfuhrungsbeispiel wird der Reibbelag durch zwei kreisbogenförmige Belagstücke 36 aus Reibmaterial gebildet, d.h. aus einem ähnlichen Material» aus dem auch Bremsbeläge hergestellt werden, wobei die Belagstücke zusammen im wesentlichen einen geschlossenen Kreisring definieren. Die Rückseite dieses Ringes aus Reibmaterial verläuft parallel zu dessen Vorderseite und liegt flächig an der Vorderseite der Montageplatte 2b des Rotors 25 an. Ein in axialer Richtung vorspringender, ringförmiger Flansch 37 ist einstückig mit den äußeren Rand der Platte 26 auegebildet und umgibt den hinteren Teil des Reibbelags 35 auf dessen Umfang.

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In dem Material der Belagstücke 36 sind Einsätze 40, 41 aus Stahl oder einem anderen Material niedrigen magnetischen Widerstandes angeordnet, welche die Pole des Rotors 25 definieren. Dabei bilden die Einsätze 40 äußere Einsätze, die angrenzend an den äußeren Umfang des Reibbelages 35 angeordnet sind, wobei gemäß Fig. 10 insgesamt vier äußere Einsätze vorgesehen sind, die in Umfangsrichtung des Ringes aus Reibmaterial im Abstand voneinander angeordnet sind.Vier weitere Einsätze 41 bilden innere Einsätze, die in radialer Richtung nach innen gegenüber den äußeren Einsätzen 40 versetzt sind und in Umfangsrichtung im Abstand voneinander ebenfalls in dem Reibmaterial angeordnet sind. Dabei fluchtet jeder innere Einsatz 41 in Umfangsrichtung im wesentlichen mit einem äußeren Einsatz 40. Ferner definieren die vier äußeren Einsätze 40 äußere magnetische Pole mit einer ersten Polarität, während die vier inneren Einsätze innere magnetische Pole mit der entgegengesetzten Polarität definieren. Wenn die Spule 24 erregt ist, fließt der Fluß vom äußeren Schenkel des ringförmigen Elements 21 über die äußeren Einsätze 40 in den Anker 28 und von dort zurück über die inneren Einsätze 41 zum inneren Schenkel des Elemente 21.

Die Einsätze 40 und 41 bestehen vorzugsweise aus Sintermetall. Auch das Reibtnaterial des Ringes aus den Teilen 36 liegt zunächst in pulverisierter Form vor. Zum Herstellen des Reibbelages 35 werden die

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Einsätze 4-0, 4-1 in einer entsprechenden Form angeordnet. Anschließend wird die Form mit dem pulverisierten Reibmaterial gefüllt, welches 4ann unter Druck und Hitze verdichtet wird. Hierdurch haften die Partikel des Reibmaterials zusammen und bilden halbringförmige Teil-Stücke. Außerdem haftet das Reibmaterial an den Einsätzen, so daß diese in dem Reibmaterial in ihrer Lage gehalten werden.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Einsätze 40 und 41 mit speziellen Schultern versehen, welche derart in das Reibmaterial eingreifen, daß die Einsätze 40, 41 gegen jede Verschiebung relativ zum Material der kreisbogenförmigen Belagstücke 36 gesichert sind. Wie weiter unten noch näher erläutert wird, verhindern die Schultern bzw. die formschlüssigen Verriegelungseinrichtungen, daß sich die Einsät?e 40, 41 bezüglich des Reibmaterials verkanten, so daß die Stirnflächen der Einsätze 40, 41 eine exakt parallele Ausrichtung zur Vorderseite und zur Rückseite der Belagstücke 36 beibehalten. Im Ergebnis wird hierdurch ein Luftspalt konstanter, geringer Breite zwischen dem Anker und der Oberfläche des Reibbelages 35 aufrechterhalten. Außerdem werden schädliche Luftspalte zwischen dem Reibbelag 35 und der Platte 26 des Rotors 25 vermieden.

Im einzelnen wird der hintere Teil jedes der Einsätze 40, wie dies in Fig. 12 gezeigt ist, durch eine längliche, relativ dünne, bogenförmige Platte 42 gebildet.

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Die rückwärtige Stirnfläche 4.3 dieser Platte 4.2 ist dabei flach und eben und bildet die hintere Stirnfläche des Einsatzes 4-0. An der Vorderseite der Platte 4-2 sind nach vorn vorspringend zwei in Umfangsrichtung im Abstand voneinander angeordnete Blöcke 4-4· vorgesehen - vergl- Fig. 5 - , deren vordere Flächen 4.5 ?~e Stirnoder Polflächen ies Einsatzes 4-0 definieren.

Bei dem betrachteten Ausführvngsbeispiel besitzt jeder äußere Einsatz 4-0 Schultern, welche formschlüssig in das Reibmaterial der Belagstücke 36 eingreifen und eine Verschiebung des Einsatzes 4-0 in radialer Richtung, in Umfangsrichtung und in axialer Richtung bezüglich des Reibmaterials verhindern. Wie Fig. 12 zeigt, ist längs der gesamten äußeren Kante der Rückseite 4-3 der Platte eine bogenförmige Nut vorgesehen, welche eine bogenförmige Schulter 50 definiert, die radial nach außen vorsteht sowie eine Schulter 51» die in axialer Richtung nach hinten vorsteht. Zwischen den Enden des inneren Randbereichs der rückwärtigen Fläche 4-3 der Platte 4.2 ist ferner eine bogenförmige Nut vorgesehen, welche eine radial nach innen gerichtete Schulter 52 und eine axial nach hinten gerichtete Schulter 53 definiert. Die beiden radial in entgegengesetzte Richtungen weisenden Schultern 50 und 52 liegen am Reibmaterial des zugeordneten Teilstücke 36 an und verhindern jede radiale Verschiebung des hinteren Teils des Einsatzes 4.0. Außerdem wird jede radial nach innen gerichtete Verschiebung des Einsatzes 4.0 durch zwei in Umfangs-Fiöhtung verlaufende Schultern 54. (Pig. 5) verhindert,

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die an der Vorderseite der Platte 42 vorgesehen sind und von den in Umfangsrichtung äußeren Enden der Blöcke 44 ausgehen. Die Innenseite und die Außenseite (in radialer Richtung)der Blöcke UU definieren weitere Schultern, die ebenfalls dazu beitragen, wine radiale Verschiebung eines äußeren Einsatzes 4.0 zu verhindern.

Die in axialer Richtung nach hinten gerichteten Schultern 51 und 53 jedes äußeren Einsatzes UO liegen eng an dem Reibmaterial des zugeordneten Toilstücks 36 an, um jede nach hinten gerichtete axiale Verschiebung des Einsatzes 40 zu verhindern. Eine axiale Verschiebung des Einsatzes 40 nach vorn wird durch die Vorderseite der Platte 42 verhindert, die an dem Reibmaterial anliegt, wobei diese Vorderseite letztlich eine Schulter bildet, die entgegengesetzt au den axialen Schultern 51 und 53 ausgerichtet ist.

Die Verschiebung eines äußeren Einsatzes 40 in Umfangsrichtung wird ferner dadurch verhindert, daß das Reibcaterial des Teilstücks 36 an in Umfangsriiihtung einander gegenüberliegenden Schultern anliegt, die durch die beiden Enden jedes der Blöcke 44 definiert sind. Außerdem sind in Umfangsrichtung entgegengesetzte Schultern 55 vorgesehen, welche gemäß Fig. 11 und 12 an der Rückseite 43 der Platte 42 durch die Enden der an die Schultern 52 und 53 angrenzenden Nut definiert werden. Zwei zusätzliche, in Umfangsrichtung in entgegengesetzte Richtungen weisende Schultern 56 sind gemäß Fig. 4 und 5 an den Enden einer Rippe definiert, die an der Vorderseite der Platte 42 angrenzend an

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deren Innenkanten vorgesehen ist, wobei die Innenseite der Rippe noch eine weitere, radial nach innen gerichtete Schulter bildet.

Wegen der verschiedenen, vorstehend genannten Schulbern ist jeder äußere Einsatz in dem Reibmaterial des zugeordneten Teilstücks 36 präzise verriegelt, wodurch ein Verkanten verhindert wird. Die äußeren aktiven Polflächen 45 der Blöcke 44 bleiben damit exakt parallel zur Vorderseite des Teilstücks 36, so daß zwischen der Vorderseite des Reibbelags 35 und dem Anker 28 selbst dann ein Luftspalt kontanter axialer Breite aufrechterhalten wird, wenn der Reibbelag bzw. dessen Teilstücke 36 und die Einsätze 40, 41, einem hohen Druck unterworfen werden, und zwar obwohl sich das Reibmaterial einerseits und die Stahleinsätze andererseits unterschiedlich stark dehnen, wenn sie auf eine erhöhte Temperatur erwärmt werden.

Die inneren Einsätze 41 sind im wesentlichen ebenso ausgebildet wie die äußeren Einsätze 40, um auch hinsichtlich dieser inneren Einsätze 41 eine exakte Verriegelung bezüglich des Rtibmaterials des zugeordneten Teilstücks 36 zu erreichen. Wie in Fig. 4 und 6 gezeigt, umfaßt jeder innere Einsatz 41 zwei in Umfangsrichtung im Abstand voneinander angeordnete Blöcke 60, die einstückig mit einer länglichen, bogenförmigen Platte 61 ausgebildet sind und nach

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vorn, d. h. in Richtung auf die freie Stirnseite des Reibbelagea 35»von der Vorderseite derselben abstehen. Die bogenförmige Platte 61 besitzt dabei eine flache, ebene Rückseite 62. Die Rückseite der Platte bildet die rückwärtige Stirnfläche des Einsatzes 4.1 , während die vorderen Stirnflächen 63 der Blöcke 60 die Polflächen der inneren Einsätze &Lgr;1 bilden.

Wie Fig. 13 zeigt, ist im äußeren Randbereich der rückwärtigen Fläche 62 der Platte 61 eine Nut ausgebildet, welche eine bogenförmige Schulter 65 definiert, die radial nach außen gerichtet ist, sowie eine axial nach hinten gerichtete Schulter 66 und außerdem ein Paar von Schultern 67, die sich in Umfangsrichtung im Abstand voneinander gegenüberliegen. Längs des inneren Randbereichs der hinteren Stirnfläche 62 der Platte 61 ist ferner eine bogenförmige Nut ausgebildet, welche eine in radialer Richtung nach innen gerichtete Schulter 68, eine in axialer Richtung nach hinten gerichtete Schulter 69 und ein Paar von in entgegengesetzte Richtungen weisenden Schultern 70 definiert, die in Umfangsrichtung im Abstand voneinander angeordnet sind.

Die Vorderseite jeder der Platten 61 ist ferner mit einer radial nach außen gerichteten Schulter 71 versehen (vergl. Fig. 6), welche zusammen mit den in radialer Richtung innen und außen liegenden Seitenflächen der Blöcke 60 dazu beiträgt, eine radiale Verschiebung des inneren Einsatzes 41 zu verhindern.

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Ein Verschieben des inneren Einsatzes in Umfangsrichtung wird ferner durch die in Umfangsrichtung In entgegengesetzte Richtungen weisenden Schultern verhindert, die durch die Enden der Blöcke 60 gebildet werden sowie durch die beiden zusätzlichen, in entgegengesetzte Richtungen weisenden Schultern 72, die durch die Enden einer Rippe an der Vorderseite der Platte 61 gebildet werden, wobei die Rippe längs des äußeren Randes der Platte 61 verläuft. Die Außen-» Seite der Rippe definiert dabei noch eine weitere, radial nach außen gerichtete Schulter, während die Vorderseite der Platte 61 eine Schulter definiert, die in die entgegengesetzte Richtung weist wie die Schultern 66 und 69 und dazu dient, eine axiale Verschiebung des inneren Einsatzes 4.1 nach vorn zu verhindern. Auf diese Weise sind auch die inneren Einsätze 41 eng gegen das Reibmaterial der Teilstücke 36 verriegelt, und es wird verhindert, daß sie sich in irgendeine Richtung relativ zu dem Reibmaterial verschieben können.

Obwohl die äußeren und die inneren Einsätze 40, 41 starr mit dem Reibmaterial der Teilstücke 36 des Reibbelages 35 verriegelt bzw. verzahnt sind, besitzt das Reibmaterial selbst eine gewisse Tendenz, eich unter Druck und Hitze beim starken Brennen zu verformen. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung greifen die Einsätze 40, 41 daher selbst direkt form^ schlüssig in die Platte 26 des Rotors 25 ein, um die Verformung des Reibmaterials zu verringern und um eine enge Anlage der Einsätze 40, 41 an der Platte aufrechtzuerhalten und damit die Bildung von Luftspalten zwischen den Einsätzen 40, 41 und der Platte 26 zu verhindern.

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Im einzelnen ist an der in radialer Richtung äußeren Kante der Platte 61 jedes Einsatzes 4.1 ein Paar von Befestigungslaschen 75 vorgesehen (Fig. 6). Die Befestigungslaschen 75 sind dabei in Umfangsrichtung im Abstand voneinander angeordnet, stehen radial nach außen ab und besitzen äußere Kanten, die mit im wesentlichen halbkreisförmigen Aussparungen 76 versehen sind, die sich nach außen öffnen. An der radial inneren Kante der Platte 4-2 jedes äußeren Einsatzes 4&Oacgr; sind im wesentlichen halbkreisförmige und in umfangsrichtung im Abstand voneinander angeordnete Aussparungen 77 ausgebildet (vergl. Fig. 5)» welche in umfangsrichtung mit den Aussparungen 76 des jeweils zugeordneten inneren Einsatzes 4.1 fluchten. Die radial äußeren Kanten der Befestigungslaschen 75 sind dabei der radial innen liegenden Kante des zugeordneten äußeren Einsatzes 4.0 eng benachbart, aber in radialem Abstand von dieser Kante angeordnet. Auf diese Weise werden fluchtende Paare von Aussparungen 76, 77 erhalten, deren Randkurven einen vollen Kreis annähern.

Wenn der Reibbelag 35 unter Verwendung einer Form aus dem Reibmaterial hergestellt wird, dann wird in jedes Paar von fluchtenden Aussparungen 76, 77 ein Kernzapfen (nicht gezeigt) eingesetzt, so daß in dem Reibmaterial eine durchgehende Öffnung verbleibt, deren Lage der Lage der Aussparungen 76, 77 entspricht. Die durchgehende Öffnung ist dabei aufgrund der Form des verwendeten Kernzapfens in ihrem vorderen Teil derart erweitert, daß sich eine Art Senkbohrung 80 (Fig. 2 und 3) ergibt. Die verschiedenen Kernzapfen unterstützen das

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exakte Positionieren der Einsätze 4-0, 4-1 in der Form. Außerdem sind die Einsätze in der Form sehr exakt durch Positionierzapfen (nicht gezeigt) festgelegt, welche durchgehende Öffnungen 81 durchgreifen, welche durch die Blöcke 4-4 und die Platte 42 jedes äußeren Einsatze 40 und durch die Blöcke 60 und die Platte 61 jedes inneren Einsatzes 41 hindurchgehen.

Aufgrund des Vorhandenseins der paarweise miteinander fluchtenden Aussparungen 76 und 77 der vier Paare von Einsätzen 40, 41 werden acht in Umfangsrichtung im Abstand voneinander angeordnete durchgehende Öffnungen in dem Reibbelag 35 erzeugt. Diese Öffnungen werden fluchtend gegenüber Sackbohrungen 85 (Fig.2) ausgerichtet, die in der Befestigungsplatte 26 des Rotors 25 vorgesehen sind. Befestigungselemente, welche beim Ausführungsbeispiel als Schrauben 86 mit zylindrischem Kopf 87 ausgebildet sind, werden in die Sackbohrungen eingeschraubt, wobei sich die Schraubenköpfe 87 am Boden der Senkbohrungen 80 abstützen. Wenn die Schrauben 86 angezogen werden, klemmen ihre Köpfe 87 die Einsätze fest und verankern damit die Einsätze direkt und starr an der Platte 26 des Rotors 25* Die Schrauben 86 werden aus Messing oder einem anderen unmagnetischen Material hergestellt, um magnetische Brücken zwischen den entgegengesetzten Magnetpolen zu vermeiden, die durch die äußeren Einsätze einerseits und die inneren Einsätze andererseits definiert werden.

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Da die Einsätze 4-0, 41 an der Befestigungsplatte 26 des Rotors 25 mit Hilfe der Schrauben 86 unmittelbar und starrr befestigt sind, werden die rückwärtigen Stirnflächen 4-3 und 62 der Einsätze in ständigem engem flächenhaftem Kontakt mit der Platte 26 gehalten, und es wird verhindert, daß diese Flächen von der Platte weggezogen werden, während die vordere bzw. aktive Stirnfläche des Reibbelags 35 im Verlauf des Betriebes verschlissen wird. Es wird also verhindert, daß sich schädliche Luftspalte ergeben, welche den Wirkungsgrad der Kupplung 15 beeinträchtigen könnten. Außerdem fördert das direkte Verankern der Einsätze 4.0, 41 an der Platte 26 den gleichmäßigen Verschleiß der Einsätze, und des Reib-materials der Teilstücke 36 während des Betriebes, während gleichzeitig die Tendenz verringert wird, daß die Einsätze schneller verschleißen als das Reibmaterial.

Vorteilhafterweise werdo&eegr; die Offnungen, die durch die paarweise fluchtenden Aussparungen 76, 77 definiert werden, auf denselben Durchmesser gelegt wie die Öffnungen 30 durch den Anker 28 und den Flansch 20 der Habe 17 (vergl. Fig.1). Wenn der Anker 28 durch Entfernen der Schrauben 29 entfernt wurde, kann folglich ein Schraubendreher durch die Offnungen 30 hindurch an den Schrauben 86 angesetzt werden. Nachdem diese Schrauben entfernt sind, kann der Reibbelag 35 von der Kupplung 15 abgenommen werden, indem man einfach die beiden halbringförmigen Teilstücke 36 radial nach außen herauszieht.

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Aus der vorstehenden Beschreibung wird deutlich, daß gemäß der Erfindung eine Kupplung 15 mit einem neuen und verbesserten Reibbelag 35 geschaffen wird, dessen Polstücke bzw. Einsätze 4-0, 4-1 starr in dem Rßibmaterial der Teilstücke 36 verankert und direkt an der Befestigungsplatte 26 festgelegt sind, wodurcv die Wirksamkeit des Reibbelages und der gleichmäßige Verschleiß desselben gefördert werden. Während vorstehend ein Ausführungsbeispiel erläutert wurde, bei dem der Reibbelag am Rotor 25 einer Kupplung 15 angebracht ist, ▼ersteht es sich, daß der Reibbelag ebensogut als stationäres Element einer magnetischen Kupplung oder als Reibbelag des Ankers einer Kupplung oder einer Bremse eingesetzt werden konnte.

Claims

HOEGER, STS4LLRECHT ^'PARTNER

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PATENTANWÄLTE

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U.S.A.

Schutzansprüche

1. Reibbelag für eine elektromagnetische Kupplung in Form eines zwei parallele Hauptflächen aufweisenden Formteils aus Reibmaterial, in welches Einsätze aus weichmagnetischem Material eingelegt sind, welche zueinander parallele Stirnflächen aufweisen, die jeweils in einer Ebene mit den Hauptflächen des Reibbelages liegen, dadurch gekennzeichnet , daß jeder e'er Einsätze (40, 4I) eine längliche Platte (42, 6i) aufweist, die in der Ebene des Reibbelages (35) angeordnet ist, und daß jeder der Einsätze (40, 41) mit Schultern (50 - 56, 65 -71) versehen ist, welche einstückig mit der Platte (42, 61) ausgebildet sind und in Eingriff mit dem Reibmaterial des Reibbelages(35)stehen und daß die Schultern (50 - 56, 64 - 71) derart ausgebildet sind, daß sie die Einsätze (40, 41) gegen jede Verschiebung in der Ebene des Reibbelages (35) und quer zu den Hauptflächen desselben verhindern, um die Stirnflächen (43, 45) In der Ebene ihrer zugeordneten Hauptfläche des Reibbelages (35) sicher festzulegen.

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2. Reibbelag nach. Ar.spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schultern (50 - 56, 65 -71) umfassen:

- erste und zweite Schultern (51, 53, Vorderseite von 42, 66, 69, Vorderseite von 61), die in der Ebene des Reibbelages (35) liegen und in entgegengesetzte Richtungen weisen,

_ dritte und vierte Schultern (50, 52, 54, 65, 68, 71), die quer zur Ebene des Reibbelages (35) verlaufen und in entgegengesetzte Richtungen weisen und

- fünfte und sechste Schultern (55, 56, 70, 72), die quer zur Ebene des Reibelages (35) und quer zu den dritten und vierten Schultern verlaufen und in entgegengesetzte Richtungen weisen.

Reibbelag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Einsätze (40, 41) einen einstückig angeformten Block (44, 60) aufweist, der von der einen Seite der zugehörigen Platte (42, 61) vorsteht und dessen Stirnfläche (45, 63) die eine Stirnflüche des Einsatzes (40, 41) bildet, dessen andere Stirnfläche (43, 62) durch die gegenüberliegende Seite der Platte (42, 61) rebildet ist.

Reibbelag nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Einsatz (40, 41) einen zweiten Block (44,

60) aufweist, der einstückig mit der Platte (42,

61) ausgebildet ist und über die genannte Seite der Platte (42, 61) vorsteht und längs der Platte

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(42, 61) im Abstand von dem ersten Block (44> 60) angeordnet ist.

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5« Reibbelag nach Anspruch 1 , dädüfüh daß jeder der Einsätze (40, 41) mit einer öffnung (76, 77) zur Aufnahme eines länglichen Befestigungselements (86, 87) versehen ist.

6. Reibbelag nach Anspruch 5, darfurch gekennzeichnet, daß jede der öffnungen (76, 77) als Aussparung in einer der Kanten der Platte (40, 61) das Einsatzes (40, 41) ausgebildet ist.

7. Reibbelag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das aus dem Reibmaterial bestehende Formteil zumindest teilweise ein rundes bzw. kreisbogenförmiges Formteil ist, daß die Einsätze (40, 41) innere Einsätze (41) und äußere Einsätze (40) umfassen, wobei jeder innere Einsatz (41) bezüglich eines zugeordneten äußeren Einsatzes (40) im Abstand und radial nach innen versetzt und in Umfangsrichtung fluchtend angeordnet ist, wobei jeder der Einsätze (40, 41) mindestens zwei Schultern (50, 52, 54» 65, 68, 71) aufweist, welche radial in entgegengesetzte Richtungen weisen, sowie mindestens zwei Schultern (55, 56, 67, 70), welche in Umfangsrichtung in entgegengesetzte Richtungen weisen, sowie mindestens zwei Schultern (51, 43» Vorderseite von 42, 66, 69, Vorderseite von 61),welche in axialer Richtung in entgegengesetzte Richtungen weisen und wobei

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diese Schultern ein Verschieben der Einsätze in radialer Richtung, in Umfangsrichtung und in axialer Richtung gegenüber dem Reibmaterial verhindern, wobei in einer radial außen liegenden Kante jedes inneren Einsatzes (4-4) mindestens eine in radialer Richtung nach außen offene Aussparung (76) vorgesehen ist, wobei an einer radial innen liegenden Kante jedes äußeren Einsatzes (40) mindestens eine in radialer Richtung nach innen offene Aussparung (77) vorgesehen ist, welche mit einer zugeordneten Aussparung (76) des zugeordneten inneren Einsatzes (41) in Umfangsrichtung fluchtet und wobei jedes Paar von miteinander fluchtenden Aussparungen (76, 77) gemeinsam eine öffnung zur Aufnahme eines länglichen Befestigungselementes (86, 87) definiert.

8. Reibbelag, dadurch gekennzeichnet, daß er derart an einer Montageplatte (26) aus weichmagnetischem Material montiert ist, daß eine seiner Hauptflächen flächenhaft an einer gegenüberliegenden Fläche der Montageplatte (26) anliegt, daß in den Einsätzen (40, 41) öffnungen (76,77) ausgebildet sind, daß die öffnungen (76, 77) von länglichen Befestigungselementen (86, 87) durchgriffen werden, die mit der Montageplatte (26) verbunden sind, um den Reibbelag (35) und dessen Einsätze (40, 41) an der Montageplatte (26) zu sichern und um zu verhindern, daß sich die Einsätze (40, 41) im Gebrauch von der Montageplatte (26) wegbewegen.

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9. Reibbelag nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Einsätze (4.0) einen Magnetpol der einen Polarität definiert, daß ein zweiter Einsatz (4.1) einen Magnetpol der entgegengesetzten Polarität definiert, daß der erste Einsatz (4.0) und der zweite Einsatz (4.1) im Abstand voneinander angeordnet sind, daß die öffnungen Aussparungen (76, 77) umfassen, welche in benachbarten Seiten des ersten und des zweiten Einsatzes(40 bzw. 4.1) ausgebildet und fluchtend zueinander angeordnet sind, und daß die Befestigungseinrichtungen ein Befestigungselement (86, 87) umfassen, welches die durch die fluchtend ausgerichteten Aussparungen (76, 77) gebildeten öffnungen durchgreift und gegen den ersten und den zweiten Einsatz (4.0, 4.1) festgeklemmt ist.

10. Reibbelag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er an einer Montageplatte (26) aus weichmagnetischem Material befestigt ist und daß das aus Reibmaterial bestehende Formteil zumindest teilweise kreisförmig bzw. kreisbogenförmig ausgebildet ist, wobei die Einsätze (40, 41) eine innere und eine radial im Abstand davon angeordnete äußere Reihe von in Umfangsrichtung im Abstand voneinander angeordneten Einsätzen (40, 41) bilden, wobei jede der länglichen Platten (42, 61) mindestens zwei Schultern (50, 52, 54, 65, 68) aufweist, welche radial in entgegengesetzte Richtungen weisen sowie mindestens zwei Schultern (51, 53, Vorderseite von 42, 66, 69, Vorderseite von 61 ), die in axialer Richtung in entgegengesetzte

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Richtungen weisen und mindestens zwti Schultern (55, 56, 67, 70), die in Umfangsrichtung in entgegengesetzte Richtungen weisen, um eine Verschiebung der Einsätze (40, 41) in radialer Richtung, : in Umfangsrichtung und in axialer Richtung, be

züglich des Reibnaterials zu verhindern, wobei jeder der Einsätze (40, 41) außerdem einen Block (44, 60) aufweist, der einstückig mit der Platte

;i (42, 61) ausgebildet ist und in axialer Richtung

§ von der einen Seite derselben absteht und eine

Fläche (45, 63) aufweist, welche die eine der Stirn-

[f flächen des betreffenden Einsatzes (40, 41) defi-

S niert, während die den Blöcken (44, 60) gegenüber

liegenden Seiten der Platten (42, 61) jeweils die

; andere Stirnfläche der Einsätze (40, 41' definieren,

daß in den Einsätzen (40, 41) öffnungen (66, 77) ausgebildet sind und daß längliche Befestigungselemente vorgesehen sind, die die öffnungen (76, 77) durchgreifen und mit der Montageplatte (26) verbunden sind, um das Reibmaterial und die Einsätze (40, 41) an der Montageplatte (26) zu sichern und zu verhindern, daß die Einsätze (40, 41) im Betrieb von der Montageplatte (26) weggezogen werden.

k 11. Reibbelag nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,

§ daß jeder innere Einsatz (41) in radialer Richtung

Sj im Abstand von einem zugeordneten äußeren Einsatz

fj (40) angeordnet ist und in Umfangsrichtung mit diesem

fluchtet, daß die öffnungen Aussparungen (76, 77) umfassen, die in den länglichen Platten (42, 61) ausgebildet sind, derart, daß mindestens eine radial nach außen offene Aussparung (7b) in der radial

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äußeren Kante der länglichen Platte (61) jedes inneren Einsatzes (4.1) vorgesehen ist und daß mindestens eine radial nach innen offene Aussparung (77) in der radial inneren Kante der länglichen Platte (4-2) jedes äußeren Einsatzes (4-0) vorgesehen ist und in Umfangsrichtung mit der Ausparung (76) des mit diesem Einsatz (4-0) fluchtenden inneren Einsatzes (4-1) fluchtet und daß die Befestigungseinrichtungen längliche Befestigungselemente umfassen, welche jeweils eine durch zwei fluchtende Aussparungen (77, 76) definierte öffnung durchgreifen und durch die die länglichen Platten (42, 61) der Einsätze (40, 4.1) festgeklemmt sind.

12. Reibbelag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Befestigungselement (86, 87) aus einem Material mit hohem magnetischen Widerstand besteht.