DK148865B - Elektrisk koblings- og bremsemotor - Google Patents

Description

i 148865

Den foreliggende opfindelse angår en elektrisk koblings- og bremsemotor af den i den indledende del af krav 1 angivne art.

Nærmere betegnet angår opfindelsen en elektrisk koblings- og bremse-motor, som har en til stadighed drevet hoveddrivaksel samt en herfra adskilt udgangsaksel, der står i drivende forbindelse med et koblingsorgan, som elektromagnetisk kan sammenkobles med en svingskive på motorens hoveddrivaksel og/eller med et bremsevederlag.

Specielt når sådanne koblings- og bremsemotorer skal anvendes som omdrejningstalsregulator og/eller positioneringsdrev, er det afgørende i praksis at forkorte opløbs- og bremsetideme, således at drevet hurtigt følger tilsvarende styre- eller reguleringssignaler. Da den effekt, som kan overføres, i høj grad afhænger af koblings-og bremsesystemets termiske belastning, er det desuden ønskeligt at holde varmeudviklingen mindst mulig.

Fra tysk fremlæggelsesskrift nr. 1 613 350 kendes en motor af den indledningsvis angivne type, hvori koblingsskiven og bremseskiven består af en plastring, som er drejningsstift forbundet med udgangsakslen ved hjælp af en kilefortanding, der tillader at skiverne er aksialt forskydelige på udgangsakslen. Hver af de to plastringe bærer en yderring af et magnetisk ledende materiale, som udgør ankre for en koblingsmagnet henholdsvis en bremsemagnet. Da koblings- og bremseskiverne således indgår i de magnetiske kredse for koblings-og bremsemagneteme, skal disse skiver i det mindste delvis være fremstillet af magnetisk ledende materiale , som har høj massefylde. De tunge koblings- og bremseskiver resulterer i store accelerations- og bremsetider på grund af den høje massetræghed, og der udvikles forholdsvis meget friktionsvarme. Koblings- og bremsemotoren ifølge opfindelsen er ejendommelig ved det i den kendetegnende del af krav 1 angivende. I motoren ifølge opfindelsen, danner koblingsskiven og bremseskiven ikke anker for koblings- henholdsvis bremsemag- 2 148865 neterne, idet disse ankre er dannet af svingskiveindstillingslegemet og af bremsevederlaget. Koblings- og bremseskiverne kan derfor være fremstillet af ikke-magnetisk materiale, og dermed kan de masser som under driften skal accelereres og afbremses, holdes særligt små. Dermed bliver også dem kinetiske accelerations- og bremseenergi begrænset til en mindste værdi. I et omdrejningstalsregulatordrev kan det virkelige omdrejningstal holdes på et ønsket omdrejningstal med højere nøjagtighed, og når der er tale om et positioneringsdrev, kan der opnåes en høj standsenøjagtighed i forbindelse med korte standsetider.

I motoren ifølge opfindelsen foregår en elektromagnetisk forskydning af svingskiven samt svingskiveindstillingslegemet under en tilkobling, mens der under en bremsning skal ske en elektromagnetisk forskydning af bremsevederlaget. Disse forskydningsbevægelser sker imidlertid kun i aksial retning, og kun igennem meget korte strækninger (sædvanligvis brøkdele af en millimeter). Herved forbliver den lave massetræghed for de roterende udgangsdele upåvirket, og alt i alt opnåes der små tidskonstanter .

Da koblingsskiven og bremseskiven, som allerede nævnt, ikke danner anker for koblings- henholdsvis bremsemagneten ,er der ikke behov for skiver, som har radialt ved siden af friktions-belægningen beliggende magnetfluxførende dele. Udover en formindskelse af de roterende masser på udgangssiden resulterer dette også i den fordel, at der efter en nedslidning af friktionsbelægningerne ikke sker ødelæggelser af andre mekaniske dele af konstruktionen.

I en udførelsesform for opfindelsen kan svingskivestille-legemet hensigtsmæssigt være drejningsstift forbundet med et driv-aksellejehus for motoren. Desuden kan bremsevederlaget være drejningsstift forbundet med et udgangsaksellejehus for motoren, som sidder koaksialt med, og i akselretningen ved siden af drivaksel-lejehuset. Denne udformning muliggør en særlig enkel montage og vedligeholdelse af motoren.

148865 3 I motoren ifølge opfindelsen er svingskivestillelegemet og bremsevederlaget hensigtsmæssigt aksialt bevægelige ved hjælp af kugleføringer i forhold til de bærende husdele. Sådanne føringer har en særlig lav friktion, de arbejder så at sige støjfrit, og der optræder ikke noget slør af betydning.

I en udførelsesform kan der til overførelse af svingskives-tillelegemets aksialbevægelse til svingskiven være indrettet et mellem disse to komponenter siddende trykleje, og dette trykleje kan hensigtsmæssigt være sammenholdt ved hjælp af en permanent magnet, som er anbragt på en mod svingskivestillelegmet vendende frontflade på svingskiven.

I en alternativ udførelsesform er der til overførelse af svingskivestillelegmets aksialbevægelse til svingskiven indrettet et mellem disse to komponenter siddende radialt/aksialt trykleje.

I en videreudvikling af opfindelsen er koblings- og/eller bremseskiven udformet som vingehjul med køleluftudsparinger. På denne måde kan koblings- og bremseskive anvendes til afstivning af koblings-bremseenheden.

Ifølge opfindelsen er det endvidere hensigtsmæssigt, at kob-lings-og bremsemagneter koncentrisk omslutter koblings- og brem-seskiverne, og ved hjælp af en luftledeplade, der fortrinsvis sidder mellem koblings-skiven og bremseskiven, kan en køleluftsstrøm føres forbi indersiderne af koblings- og bremsemagneterne.

Dermed kan køleluftsstrømmen samtidigt anvendes til at bortlede strømvarmen.

I motoren ifølge opfindelsen kan koblingsmagneten og bremse-magneten endvidere være aksialt indstillelige i forhold til lejehusene ved hjælp af gevindringe. Dermed opnåes en særlig enkel justering, og en eventuel nedslidning af friktionsbelægningen kan udlignes til enhver tid og uden vanskelighed.

Ifølge opfindelsen er bremsevederlaget fortrinsvis forsynet med ribber, hvorved kølingen kan forbedres, mens den træge masse formindskes under bibeholdelse af en høj mekanisk stivhed.

Endelig kan udgangsakselen være lejret i et dobbelt skråkugleleje der er særligt velegnet hertil.

148865 4 I det følgende skal opfindelsen forklares nærmere ud fra foretrukne udførelsesformer og under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 er et længdesnit gennem koblings-bremseenheden i en motor ifølge opfindelsen, og fig. 2 et længdesnit gennem en ændret udførelsesform, hvori drivakselen og dennes lejeklods samt bremse- og koblingsmagneterne er udeladt.

I fig. 1 ses den vedvarende roterende hoveddrivaksel 1 for en i øvrigt ikke nærmere vist trefase- eller enfasevekselstrømsmotor, og denne drivaksel bærer ved den ene ende en kilefortandet føringsdel 2.

På føringsdelen 2 sidder en svingskive 3, som er udformet med en indvendig kilefortanding 6 svarende til fortandingen 5 på føringsdelen 2. Den fortrinsvis af støbejern fremstillede svingskive 3 er forsynet med en række af i omkredsretningen fordelte køleluftkanaler 7, og svingskiven bærer en permanentmagnet 8 på den mod motoren vendende frontflade. Akselen 1 løber i et kugleleje 10, som sidder i et lejeskjold eller et lejehus 11 for motoren. Mellem lejehuset 11 og svingskiven 3 ligger et nav 12 på et af ferromagnetisk materiale fremstillet svingskive-stillelegeme 13, der med en ringformet del 14 griber koncentrisk omkring svingskiven. Stillelegemet 13 støtter mod svingskiven 3 gennem et trykleje 15, der sammenholdes ved hjælp af permanentmagneten 8.

Flere, og eksempelvis tre, i omkredsretningen fordelte kugleføringer 16 sørger for en drejningsstiv forbindelse mellem legemet 13 og lejehuset 11 og tillader samtidig en begrænset aksial indstillingsbevægelse for legemet 13. Kugleføringerne 16, hvoraf der kun vises én i fig. 1, har en førebolt 18, der er forbundet med lejehuset 11 ved hjælp af en skrue 19. Førebolten 18 omsluttes af en kuglebøsning 20, hvori et antal kugler 21 er afstøttet frit drejeligt. Kuglerne 21 er fordelt såvel i akseretningen som i omkredsretningen for føreboltens 18 skaft, og kuglerne ligger dels an mod skaftets yderside og dels mod indersiden af en lejebøsning 22, som er indpresset i en aksialt rettet åbning 23 i delen 14 af legemet 13.

Et yderligere lejehus 26 er forbundet med lejehuset 11 ved hjælp af i omkredsretningen fordelte skruer 25,og i et nav 27 på lejehuset 26 er der lejret en udgangsaksel 28 ved hjælp af et glideleje 29 samt et skråkugleleje 30. Kugleføringer 32, der er opbygget på samme måde som de tidligere omtalte kugleføringer 16, er indsat i åbninger 33 i et ringformet bremsevederlag 34. Kugleføringerne sørger for en drejningsstiv forbindelse mellem bremsevederlaget 34 og lejehuset 26 og 148865 5 tillader samtidig en begrænset aksial forskydning af bremsevederlaget.

Et koblingsorgan 35 er drejnings- og forskydningsstift forbundet med den inderstliggende ende af udgangsakselen 28/ og dette organ har en koblingsskive 36 samt en bremseskive 37. De to skiver 36 og 37 er udformet som vingehjul med udtag 38/ 39 henholdsvis 40, 41, og mellem de to skiver sidder en luftledeplade 42. Koblings- og bremseskiverne 36, 37 bærer på de bort fra hinanden vendende frontflader friktionsbelægninger 43, 44, der fortrinsvis består af kork, som er gennemvædet med et smøremiddel. Friktionsbelægningerne 43, 44 ligger overfor en koblingsbelægning 45 henholdsvis en bremsebelægning 46. Belægningerne 45, 46 kan være fremstillet af sintermetal, bronze og/eller et egnet plastmateriale, og belægningerne er anbragt på svingskiven 3 henholdsvis bremsevederlaget 34.

Lejehusene 11, 26 bærer ved de mod hinanden vendende frontsider gevindringe 48 henholdsvis 49, hvori en koblingsmagnet 50 henholdsvis en bremsemagnet 51 er indskruet. Begge magneter er elektromagneter, der omslutter koblingsskiven 36 henholdsvis bremseskiven 37 koncentrisk, og de to magneter har samme radius, og deres beviklinger er antydet ved 52 og 53. I den viste udførelsesform er koblings- og bremseskiverne 36, 37 fastgjort til udgangsakselen 28 ved hjælp af en kile på den antydede måde, og skiverne er sikret mod en aksial bevægelse ved hjælp af en møtrik 54, som er skruet på den inderstliggende ende af udgangsakselen. En sådan drejnings- og forskydningsstiv forbindelse kan imidlertid også tilvejebringes på andre måder.

Hvis der ikke går strøm i nogen af viklingerne 52, 53 under driften, drejer svingskiven 3 sig sammen med hoveddrivakselen 1, uden at udgangsakselen 28 medbringes. Hvis der lægges en spænding på viklingen 52, trækker koblingsmagneten 50 legemet 13 til højre i fig. 1, og gennem tryklejet 15 bliver svingskiven 3 medbragt. Koblingsbelægningen 45 på svingskiven presses mod friktionsbelægningen 43 på koblingsskiven 36, og udgangsakselen 28 vil accelereres til hoveddrivakselens 1 omdrejningstal.

Så snart beviklingen 52 gøres strømløs, og bremsemagneten 51 aktiveres i stedet, vil bremsevederlaget 34 forskydes mod venstre i fig.

1 under indflydelse af magnetkraften. Der opstår en friktionskontakt mellem bremsebelægningen 46 og friktionsbelægningen 44 på bremseskiven 37, og udgangsakselen 28 bliver nedbremset.

I stedet for en vekslende eller afbrudt fødning af koblings- og bremsemagneterne 50, 51 kan der også arbejdes med en overlappende aktivering af kobling og bremse, selv om drift på denne måde er mindre 148865 6 gunstig med hensyn til varmeudviklingen.

Den til stadighed roterende svingskive 3 virker på grund af køleluftkanalerne 7 som et vingehjul, der indsuger en køleluftstrøm, der er antydet ved 56. Denne køleluftstrøm træder ind i koblings- og bremsesystemet gennem åbninger 57 i lejehuset 26 og videre gennem de frie rum mellem ribber 58, 59 på lejehuset 26 og bremsevederlaget 34, og luftstrømmen når ind i bremseskiven 37 gennem midteråbningen 60 i bremsevederlaget 34 og gennem udsparingen 41 i bremseskiven 37.

På grund af luftledepladen 42 bevæger køleluftstrømmen sig derefter radialt udad i udsparingerne 40 og således bestryger køleluftstrømmen indersiden af koblings- og bremsemagneterne 50, 51, og endelig forlader luftstrømmen motoren gennem udsparingerne 38, 39 i koblingsskiven 36, køleluftkanalerne 7 i svingskiven 3, åbninger 61 i ringdelen 14 på legemet 13 samt åbninger 62 i lejehuset 11. I indkoblet tilstand bliver køleluftstrømmen yderligere intensiveret på grund af koblings- og bremseskivernes vingehjulsvirkning.

Konstruktionen kan let justeres ved hjælp af gevindringene 48, 49, og derved er beskadigelser udelukket. Hvis luftspalten er for stor, bliver koblingen kun langsommere, og er luftspalten for lille, optager tryklejet magnetkraften, og koblingen går ikke i indgreb.

Udførelsesformen ifølge fig. 2 adskiller sig fra udførelsesformen ifølge fig. 1 ved, at der i stedet for tryklejet 15 og den hertil hørende permanentmagnet 8 mellem navet 12 på legemet 13 og svingskiven 3 er anbragt et radial/aksial trykleje 65 på legemet 13.

Claims (4)

148865

1. Elektrisk koblings- og bremsemotor med en til stadighed drevet hoveddrivaksel (1), en herfra adskilt udgangsaksel (28), en med hoveddrivakselen drejningsstift forbundet svingskive (3), en koblingsskive (36) og en bremseskive (37), som er drejningsstift forbundet med udgangsakselen, et med et motorhus (11,26) drejningsstift forbundet og med udgangsakselen koncentrisk anbragt bremse-vederlag (34) samt en koblingsmagnet (50) og en bremsemagnet (51), som er fast anbragt i motorhuset, og hvormed koblingsskiven, henholdsvis bremseskiven, kan bringes i friktionsindgreb med svingskiven, henholdsvis med bremsevederlaget, ved hjælp af respektive forskydelige ankre, KENDETEGNET ved, AT svingskiven (3) på hoveddrivakselen (1) og bremsevederlaget (34) er lejret aksialt forskydeligt i forhold til motorhuset (11,26), AT koblingsskiven (36) er anbragt forskydningsstift på udgangsakselen (28), AT der til indstilling af svingskiven (3) i akseretningen i forhold til hoveddrivakselen (1) er indrettet et på hoveddrivakselen koncentrisk anbragt og med motorhuset (11,26) drejningsstift forbundet og aksialt forskydeligt svingskiveindstillingslegeme (13), som danner det forskydelige anker for koblingsmagneten (50), AT det forskydelige anker for bremse-magneten (51) er dannet af bremsevederlaget (34), og AT kofclings-og bremseskiverne (36,37) består af et ikke-magnetisk letvægtsmateriale .

2. Motor ifølge krav 1, KENDETEGNET ved, AT skiveindstillingslegemet (13) er drejningsstift forbundet med et drivaksellejehus (11) for motoren.

3. Motor ifølge krav 1 eller 2, KENDETEGNET ved, AT bremsevederlaget (34) er drejningsstift forbundet med et udgangsakselleje-hus (26) for motoren, som sidder koaksialt med og i akseretningen ved siden af drivaksellejehuset (11).

4. Motor ifølge krav 1, 2 eller 3, KENDETEGNET ved, AT svingski ves tillel egernet (13) og bremsevederlaget (34) er aksialt bevægelige ved hjælp af kugleføringer (16,32) i forhold til de bærende husdele (11,26).