DE954836C

DE954836C - Electromagnetically operated friction clutch

Info

Publication number: DE954836C
Application number: DEM19068A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hans Helmut Bock; Walter Himstedt
Original assignee: Maschinenfabrik Stromag GmbH
Current assignee: Maschinenfabrik Stromag GmbH
Priority date: 1953-06-26
Filing date: 1953-06-26
Publication date: 1956-12-20

Description

Elektromagnetisch betätigte Reibungskupplung Reibungskupplungen, bei denen der den Reibungsschluß von Reibscheiben bzw. Lamellen hervorrufende Anpreßdruck durch die auf eine gegen die Reibscheiben bzw. Lamellen drückende, verschiebbare Ankerscheibe einwirkende Zugkraft eines Elektromagneten erzeugt wird, haben den Nachteil, daß mit dem infolge des Verschleißes der Reibscheiben bzw. Lamellen in eingerücktem Zustand abnehmenden Abstand der Ankerscheibe von den Polflächen des Elektromagneten die auf die Ankerscheibe ausgeübte Zugkraft wächst, so daß damit die gegenseitige Flächenpressung der Reibscheiben bzw. Lamellen erhöht und zwangsläufig auch das übertragbare Drehmoment in unerwünschter Weise verstärkt wird.Electromagnetically operated friction clutch, friction clutches, at those of the contact pressure causing the frictional engagement of friction disks or lamellas by the displaceable one pressing against the friction disks or lamellae Armature plate acting tensile force is generated by an electromagnet, have the Disadvantage that with the due to the wear of the friction disks or lamellae in when engaged, the distance between the armature disk and the pole faces of the Electromagnets the tensile force exerted on the armature disk increases, so that with it the mutual surface pressure of the friction disks or lamellas increases and inevitably the transmittable torque is also increased in an undesirable manner.

Mit zunehmendem Verschleiß der Reibscheiben bzw. Lamellen werden dann Kräfte übertragen, die für die angekuppelte Maschine schädlich sein können. Die Betriebssicherheit ist also gefährdet.With increasing wear of the friction disks or lamellae then Transferring forces that can be harmful to the coupled machine. the Operational safety is therefore at risk.

Erfindungsgemäß wird dieser Nachteil dadurch vermieden, daß zwischen der Ankerscheibe und dem Elektromagneten Druckfedern angeordnet sind, deren Gesämtkennlinie durch an sich bekannte Auswahl und Bemessung der Federelemente mit fast stetigem Anstieg der Zugkraft-Luftspalt-Kurve des Elektromagneten angeglichen ist, aber um den Betrag des erforderlichen Reibflächenanpreßdruckes unterhalb der Zugkraft-Luftspalt-Kurve liegt.According to the invention, this disadvantage is avoided in that between the armature disk and the electromagnet compression springs are arranged, their overall characteristic by selection and dimensioning of the spring elements known per se with an almost constant Rise in the tensile force-air gap curve of the electromagnet is aligned, but by the amount the required Reibflächenanpreßdruckes below the tensile force-air gap curve.

Diese Druckfedern wirken. der bei der Verringerung des Abstandes zwischen der Ankerscheibe und dem Elektromagneten anwachsenden Zugkraft derart entgegen, daß der von der Ankerscheibe auf die Reibscheiben bzw. Lamellen übertragene Anpreßdruck annähernd gieichbleibt.These compression springs work. that in reducing the distance between against the armature disk and the electromagnet increasing tensile force in such a way that that the contact pressure transmitted from the armature disk to the friction disks or lamellae remains approximately the same.

Zweckmäßigerweise dienen als Druckfedern Tellerfedersäulen, die durch geeignete Schichtung der Tellerfedern eine Anpassung der Federkennlinie an die Zugkraft-Luftspalt-Kurve in weitgehendem Maße ermöglichen.Conveniently, plate spring columns are used as compression springs through suitable layering of the disc springs an adaptation of the spring characteristic to the tensile force-air gap curve enable to a large extent.

Es können aber auch Schraubenfedern als Druckfedern Verwendung finden, wobei jede Schraubenfeder, um den erwünschten Kennlinienverlauf zu erzielen, aus zwei oder mehr hinereinandergeschalteten, nacheinander zur Wirkung kommenden Einzelfedern von unterschiedlicher Länge und Härte besteht.But coil springs can also be used as compression springs, each coil spring in order to achieve the desired characteristic curve two or more successively connected individual springs that come into effect one after the other of different length and hardness.

Wenn auch der Stromverbrauch der Kupplung gemäß der Erfindung höher ist als bei den bekannten Kupplungen, so wird dieses jedoch durch einen Vorteil vollkommen aufgehoben und insbesondere bei Verwendung der neuen Kupplung in geschlossenen Getrieben, z. B. im Bergwerksbetrieb, in dem nicht dauernd nachgestellt werden kann, in Kauf genommen. Dieser Vorteil besteht darin, daß die neue Kupplung eine sehr große Verschleißreserve besitzt, so daß eine Auswechslung der Lamellen bzw. Erneuerung der Reibbeläge nur in sehr langen Zeitabständen nötig ist. Dieses ist von besonderem Wert, da die Getriebe, z. B. des Schwermaschinenbaues, selbst sehr lange Grundüberholungszeiten haben und ihr Aufbau, bei dem die einzelnen Getriebewellen wegen Raumersparnis meistens so angeordnet sind, daß die Kupplungen nur durch vollständiges Auseinanderbauen des Getriebes erreichbar werden, eine zwischen zwei Grundüberholungen des gesamten Getriebes liegende Untersuchung der Kupplung nicht gestattet. Bei Verwendung von Kupplungen, deren Verschleißreserve nicht die Grundüberholungszeit des Getriebes überbrückt, werden diese Zeiten von der Lebensdauer der reibenden Teile der Kupplung bestimmt, so daß die Grundüberholüngszeit des Getriebes nicht ausgenutzt werden kann. Dieses führt zu großen wirtschaftlichen Nachteilen, deren Ausschaltung durch die neue Kupplung sichergestellt ist. Der Mehraufwand an elektrischer Energie für die neue Kupplung fällt dabei kaum ins Gewicht.Even if the power consumption of the clutch according to the invention is higher is than with the known clutches, this is however due to an advantage completely repealed and especially when using the new clutch in closed Driven, e.g. B. in mining operations, in which it is not possible to continuously readjust, accepted. This advantage is that the new clutch is a very has a large wear reserve, so that the lamellae can be replaced or replaced the friction linings are only necessary at very long intervals. This is special Value because the gearbox, e.g. B. heavy machinery, even very long major overhaul times and their structure, in which the individual gear shafts are mostly used to save space are arranged so that the couplings can only be disassembled completely of the transmission can be achieved, one between two major overhauls of the entire Examination of the clutch lying down in the transmission is not permitted. When using Clutches whose wear reserve does not exceed the overhaul time of the transmission these times are bridged by the service life of the friction parts of the clutch determined so that the basic overhaul time of the transmission is not used can. This leads to great economic disadvantages, their elimination the new clutch is assured. The additional expenditure on electrical energy for the new clutch is hardly of any consequence.

In Abb. I ist der Idealfall der Kurvenzüge dargestellt. Hier läuft die Kennlinie der Federn in j einem der Größe des Anpreßdruckes entsprechenden senkrechten Abstande unterhalb der Zugkraft-Luftspalt-Kurve. Die Differenz dieser beiden Kurven ergibt einen über den ganzen Bereich des Luftspaltes konstanten Anpreßdruck.In Fig. I the ideal case of the curves is shown. Runs here the characteristic curve of the springs in a vertical line corresponding to the size of the contact pressure Distances below the tensile force-air gap curve. The difference between these two curves results in a constant contact pressure over the entire area of the air gap.

Die Kurven der Abb. 2 sind arr einer Kupplung (Abb. 3) ermittelt, die mit Tellerfedern ausgerüstet ist. Die zwei, die Federkennlinie in drei Abschnitte verschiedener Steilheit unterteilenden Knicke ergeben sich dadurch, daß die Tellerfedersäule I (Abb. 3) durch entsprechende Schichtung der einzelnen Tellerfedern drei nacheinander zur Wirkung kommende Federbereiche von zunehmender Härte aufweist. Die Kurve des Anpreßdruckes zeigt dabei einen angenähert horizontalen Verlauf, d. h_ der Anpreßdruck steigt nicht kontinuierlich mit dem Wachsen der Anzugskraft an.The curves in Fig. 2 are determined by a coupling (Fig. 3), which is equipped with disc springs. The two, the spring characteristic in three sections different steepness dividing kinks result from the fact that the disc spring column I (Fig. 3) by layering the individual disc springs three in a row having spring areas of increasing hardness coming into effect. The curve of the The contact pressure shows an approximately horizontal course, i. h_ the contact pressure does not increase continuously as the tightening force increases.

Durch eine noch weitergehende Abstufung der Härte der Tellerfederschichten innerhalb der Tellerfedersäulen läßt sich die Federkennlinie derart beeinflussen, daß sie sich dem in Abb. I gezeigten Idealfall nähert. Dann gleicht sich auch die Kurve des Anpreßdruckes mehr und mehr der Horizontalen an.By further grading the hardness of the cup spring layers The spring characteristic can be influenced within the disc spring columns in such a way that that it approaches the ideal case shown in Fig. I. Then they are also the same Curve of the contact pressure more and more of the horizontal.

Ein gleiches Ergebnis läßt sich auch erzielen, wenn an Stelle der Tellerfedern eine Anzahl von Schraubenfedern von verschiedener Härte und Länge derart hintereinandergeschaltet werden, daß sie nacheinander zur Wirkung kommen. Hierbei können die Schraubenfedern im Durchmesser verschieden groß und aus Gründen der Raumersparnis ineinandergeschachtelt sein.The same result can also be achieved if instead of the Belleville washers a number of coil springs of different hardness and length of this type are connected in series so that they come into effect one after the other. Here The coil springs can be of different sizes in diameter and to save space be nested.

Die Abb.3 zeigt als Beispiel eine Ausführung der Erfindung an einer elektromagnetisch betätigten Lamellenkupplung. Bei dieser ist eine durch Aufreihen einer Anzahl von Tellerfedern in zweckdienlicher Anordnung und Reihenfolge auf einen Führungsdorn 2 gebildete Tellerfedersäule I zwischen dem den Elektromagneten enthaltenden: Kupplungsinnenkörper 3 und der Ankerscheibe 4 eingebaut.The Fig.3 shows an example of an embodiment of the invention on one electromagnetically operated multi-plate clutch. With this one is by lining up a number of disc springs in an appropriate arrangement and order on one Guide pin 2 formed disc spring column I between the one containing the electromagnet: Inner coupling body 3 and the armature disk 4 installed.

Um einen gleichmäßigen Druck auf die Fläche der Ankerscheibe 4 auszuüben, .ist es zweckmäßig, drei oder mehr Tellerfedersäulen I in gleichmäßiger Verteilung vorzusehen.In order to exert an even pressure on the surface of the armature disk 4, . It is advisable to use three or more disc spring columns I in an even distribution to be provided.

Der Führungsdorn :2 der Tellerfedersäulen I ist in dem Kupplungsinnenkörper 3 durch Einschrauben befestigt.The guide pin: 2 of the cup spring columns I is in the inner coupling body 3 fastened by screwing in.

Jede Tellerfedersäule I ist aus einer Anzahl untereinander gleicher Tellerfedern gebildet, die (von links begonnen), zunächst einfach, dann doppelt und schließlich dreifach zusammengelegt, gegeneinandergestellt sind. Um ein Auseinanderfallen der Tellerfedersäulen bei der Demontage der Kupplung zu verhindern, kann auf dem Führungsdorn 2 vor der ersten Tellerfeder ein Seegerring oder eine ähnliche Sicherung angebracht sein.Each disc spring column I is of a number that are identical to one another Disc springs formed (started from the left), first single, then double and finally folded up three times, juxtaposed against each other. About falling apart to prevent the disc spring columns when dismantling the clutch, can be done on the Guide pin 2 in front of the first disc spring a circlip or a similar fuse to be appropriate.

Die Erfindung soll nicht auf die dargestellte Anordnung der Tellerfedersäulen unmittelbar zwischen Elektromagneten und Ankerscheibe beschränkt sein, sondern auch alle Ausführungsformen umfassen, bei denen eine das Anwachsen der Zugkraft des Elektromagneten ausgleichende Wirkung durch Federn erreicht wird.The invention is not intended to apply to the illustrated arrangement of the disc spring columns be limited directly between the electromagnet and the armature disk, but also all include embodiments in which one is the increase in the pulling force of the electromagnet compensating effect is achieved by springs.

Claims

PATENT CLAIM: Electromagnetically operated friction clutch, in particular a multi-plate clutch, characterized in that compression springs (I) are arranged between the armature disk (4) and the electromagnet (3), the overall characteristic curve of which is determined by the selection and dimensioning of the spring elements, known per se, with an almost constant increase in the tensile force. Air gap curve of the electromagnet is aligned, but is below the tensile force air gap curve by the amount of the required Reibflächenanpreßdruckes. Considered publications: German Patent Specifications No. 619 583, 728 389-