sl Opublikowano dnia 19 lipca 1958 r.FA61 i O TEKA 9* POLSKIEJ RZECZYPOSPOLITEJ LUDOWEJ OPIS PATENTOWY ... & ^/ Nr 40698 Institut fur 'Fórdertechnik des Ministeriums fur Schwermaschinenbau Lipsk, Niemiecka Republika Demokratyczna Elektromagnetyczne sprzeglo plytkowe Pafent trwa od dnia 3 sierpnia 1956 r.Sprzegla plytkowe wlaczane elektromagnetycz¬ nie o plytkach nie objetych strumieniem sa znane w róznych wykonaniach.W wielu konstrukcjach plytki sa umieszczone nad elektromagnesem, w innych zas sa umieszczo¬ ne wspólosiowo obok elektromagnesu. Sila docisku wytworzona przez elektromagnesy jest przenoszo¬ na z tarczy kotwoi/ej przez wspólsrodkowo umie¬ szczony gwintowany pierscien nastawczy bezpo¬ srednio na pakiet plytek, albo tez jest przenoszona poprzez elektromagnesy na pakiet plytek za po¬ moca luznych osiowo umieszczonych trzpieni na¬ ciskowych, znajdujacych sie w wewnetrznej powierzchni biegunowej. We wszystkich kon¬ strukcjach sprzegiel plytkowych wlaczanych elektromagnetycznie, przenoszenie sily docisku na pakiet plytkowy odbywa sie w sposób sztywny.Aby uniknac przywierania tarczy kotwowej do elektromagnesu po odlaczeniu pradu wzbudzenia i dla wyrównania scierania sie pakietu plytek, miedzy tarcza kotwiczna i magnesem znajduje sie w znanych konstrukcjach szczelina powietrzna, która jak wiadomo przynosi duze straty magne¬ tyczne. Dokladne nastawienie szczeliny powietrz¬ nej wymaga nadzwyczajnej starannosci. W ten sposób dobre dzialanie sprzegla jest zalezne od sumiennosci monterów. Ponadto wobec sztywnego docisku potrzebny jest dlugi czas docierania dopó¬ ki plytki, obarczone zwyklymi niedokladnosciami obróbki nie doszlifuja sie wzajemnie, albo tez nigdy nie osiagnie sie równomiernego rozkladu cisnienia na wszystkie elementy powierzchniowe.Jak poucza doswiadczenie, przyczyna zlego dziala¬ nia sprzegiel plytkowych jest najczesciej to, ze plytki byly nadmiernie obciazone zwlaszcza w obszarze wewnetrznym i zostaly tam nadzarte.Przyczyna tego jest to, ze w wiekszosci kon¬ strukcji oddzialywanie dociskowe dziala silniej na wewnetrzny obszar pierscieniowy czynnej po¬ wierzchni ciernej anizeli na zewnetrzny. Wynika to stad, ze przylozenie sily jest nierównomierne, nie rozciaga sie dosc szeroko i nie jest elastyczne.Wskutek tego, ramie dzwigowe sily obwodowej wytworzonej przez tarcie jest mniejsze anizeli wartosc przyjeta w obliczeniach. Poniewaz naj¬ wieksza ilosc ciepla gromadzi sie wewnatrz, przeto zachodzi obawa, ze zatarcie przejawi sie najsilniej w obszarze wewnetrznym. Do tego nalezy jeszcze dodac, ze scieranie sie obszaru zewnetrznego jest wieksze niz wewnetrznego na skutek wiekszychpredkosltó obwodowych. Gdy np. przenoszenie na¬ cisku oaiiywa sie*za pomoca sztywnego pierscienia to zewnetrzna strefa plytek wkrótce zostaje wyro¬ biona i tylko sam obszar wewnetrzny musi prze¬ nosic wymagany moment obrotowy i to jeszcze w dodatku zmniejszonym ramieniem dzwigniowym.Przemysl wymaga, w szczególnosci do szybko nastepujacych po sobie procesów roboczych, np. kopiowaniu sterowania obrabiarek, maszyn paku¬ jacych i do innych celów, w których potrzebna jest duza czestotliwosc laczenia, stosowania sprze¬ giel magnetycznych, których tarcza kotwowa po odlaczeniu pradu wzbudzenia bylaby natychmiast uwolniona od elektromagnesu, i stworzenia takiej konstrukcji, która umozliwilaby wytworzone przez elektromagnes oddzialywanie dociskowe na najkorzystniejsza srednice dobrana doswiadczal¬ nie.Pierwsze zadanie rozwiazuje sie wedlug wyna¬ lazku w ten sposób, ze do przekazania sily magne¬ tycznej na pakiet plytek stosuje sie; sprezyne talerzowa. Wskutek tego uzyskuje sie nastepujace szczególnie korzystne dzialanie sprzegla.Dzieki sprezynie talerzowej, która przenosi jako czlon sprezysty cale oddzialywanie dociskowe na pakiet plytek mozna zrezygnowac ze szczatkowej .szczeliny powietrznej. Tarcza kotwowa po odla¬ czeniu pradu jest odrywana od magnesu z pelna • sila za pomoca sprezyny talerzowej, o ile induk¬ cja po odlaczeniu pradu ma jeszcze niewielka wartosc. Oznacza to, ze nalezy brac pod uwage tylko mozliwie duza indukcje miekkiego zelaza, . aby przy najmniejszych wymiarach konstrukcyj¬ nych mozna bylo uzyskac znaczne sily docisku.Uzyskanie duzej indukcji jest jednak znacznie ulatwione dzieki temu, ze juz nie nalezy troszczyc $ia jednoczesnie o mozliwie maly magnetyzm szczatkowy, w tym przypadku bowiem chodziloby o sprzeczne wymagania, gdyz magnetyzm szczat¬ kowy wystepuje przede wszystkim przy duzej in¬ dukcji. Dopiero dzieki zastosowaniu wysokowar- tosciowego zelaza miekkiego o duzej czystosci mozna uzyskac zmniejszenie magnetyzmu szczat¬ kowego, rezygnujac ze skrajnego wykorzystania osiagalnej indukcji. Przez odrzucenie szczatkowej szczeliny powietrznej osiaga sie mocniejsze i sta¬ teczniejsze dzialanie magnesu oraz znacznie prost¬ sze i pewniejsze nastawiania sprzegla. Wielkosc momentu obrotowego nastawia sie tylko za pomo¬ ca odpowiedniego naprezenia wstepnego sprezyn talerzowych. Sprezystosc sprezyn talerzowych do¬ biera sie tak, aby nastawianie sprzegla dla wyrów¬ nania scierania sie pakietu plytek bylo konieczne dopiero po dluzszym okresie pracy.Zadanie postawione na drugim miejscu osiaga sie wedlug wynalazku w ten sposób, ze dzialanie sil sprezyn talerzowych na pakiet plytek wystepu¬ je na zamknietym okregu kola, którego srednica jest nieznacznie wieksza od sredniej srednicy tar¬ cia. Srednice okregu kola dobiera sie tak, zeby przy srednim stanie zuzycia plytek mial miejsce równomierny rozklad oddzialywania dociskowego na wszystkie elementy powierzchniowe.W dalszym ciagu opisu wynalazek jest objasnio¬ ny z pomoca rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój podluzny sprzegla, fig. 2 — czesc prze¬ kroju podluznego, wzietego z fig. 1 jednak po obróceniu o 10°, fig. 3 — plytke zewnetrzna z za- zaznaczeniem obszaru sprzegania, dzialajacego w obrebie sredniej srednicy, tarcia Dm i fig 4 — podobna plytke z zaznaczeniem obszaru sprzegania dzialajacego poza srednia srednica tarcia Dm.Fig. 1 przedstawia sprzeglo w stanie wylaczo¬ nym. Po wlaczeniu pradu wzbudzenia do elektro¬ magnesu V zostaje przyciagnieta do niego tarcza kotwowa 2. Pierscien koncowy, polaczony sruba¬ mi 3 z tarcza kotwowa, tworzy razem z tarcza kot¬ wowa 2 sztywna calosc. Pierscien ten pod wply¬ wem dzialania tarczy kotwowej dociska sprezyne talerzowa 5 do pakietu plytek. Dzieki temu, wsku¬ tek zlaczenia ciernego plytek <5 i 7 moment obro¬ towy przenoszony z walu 8 na wkladke wewnetrz¬ na 9 zostaje przeniesieny za pomoca plytek ze¬ wnetrznych 7 na narzad zewnetrzny 10. Na fig. 2 przedstawiono w innym przekroju sprezyny doci¬ skowe 11 z których kazda jest umieszczona mie¬ dzy dwiema srubami i które po wylaczeniu sprzegla maja za zadanie calkowite cofniecie pierscienia koncowego az do zderzaka. Te sprezyny docisko¬ we sa potrzebne oprócz sprezyny talerzowej dla uzyskania niezawodnego odlaczenia sprzegla po¬ niewaz skok sprezyny talerzowej wynosi zaledwie okolo 0,3 do 0,8 mm. Po oderwaniu tarczy kotwo¬ wej od elektromagnesu za pomoca sprezyny tale¬ rzowej wystarcza juz stosunkowo male sily spre¬ zyn naciskowych aby spowodowac calkowite cofniecie pierscienia koncowego.Fig. 3 i 4 przedstawiaja obszary sprzegania ply¬ tek 7, pracujacych w sprzegle w róznych warun¬ kach. Fig. 3 przedstawia w jaki sposób nie powi¬ nien wygladac obszar sprzegania dotartych plytek.Na skutek wiekszego oddzialywania dociskowego — 2 —dzialajacego w obszarze wewnetrznym powstaje polaczenie cierne równiez przewaznie tylko w obszarze wewnetrznym, natomiast w innym obszarze plytki sa mocniej starte a z biegiem czasu staja sie luzne, czemu jeszcze sprzyja wieksza szybkosc. Wskutek tego, powierzchnia cierna ply¬ tek nie moze byc wykorzystana. Ponadto rzeczy¬ wista srednia srednica tarcia przesuwa sie znacz¬ nie ku wewnatrz wzgledem srednicy obliczonej, uwidocznionej na rysunku. Moment przenoszenia tzn. iloczyn sily obwodowej przez ramie dzwigni (przy czym ramie dzwigni stanowi polowe rzeczy¬ wistej srednicy tarcia) w przypadku niekorzystnie uksztaltowanych plytek, np. plytek o duzej szero¬ kosci pierscienia moze zmniejszyc sie o polowe.Poniewaz jednak stan rzeczywisty na ogól nie jest znany wiec sprzegla sa mimo to nastawiane na zadany moment obrotu i przez to sa mocno prze¬ ciazone, o ile juz z góry nie sa wymiarowane z wiekszym zapasem niz to jest potrzebne przy równomiernie rozlozonym oddzialywaniu docisko¬ wym.Na fig. 4 przedstawiono w jaki sposób oddzialy¬ wanie dociskowe powinno wedlug wynalazku dzia¬ lac przy odpowiednim doborze srednicy zewnetrz¬ nej sprezyny talerzowej 5. Srednica zewnetrzna 15 sprezyny talerzowej jest oznaczona jako kolo kreskowane i jest wieksza o kilka milimetrów od¬ stepu 16 anizeli srednia srednica tarcia. Dzieki te- . mu uwzglednia sie, ze plytki 6 i 7, tarcza docisko¬ wa 12 oraz dziurkowana tarcza dociskowa 13 wskutek wiekszego zuzycia staja sie z zewnatrz ciensze niz wewnatrz, a przy dociskaniu do siebie beda teraz z zewnatrz uginac sie a wewnatrz beda mocniej dociskane niz z zewnatrz wskutek napre¬ zenia materialu, gdyby nie bylo wyrównania przez zwiekszona srednice zewnetrzna sprezyny talerzo¬ wej. Dzieki temu rzeczywista srednica tarcia nie moze juz zmniejszyc sie znacznie i plytki przeno¬ sza moment cala swa powierzchnia.Jak przedstawiono na rysunku elektromagnes posiada stozkowa powierzchnie bieguna zewne¬ trznego 14. Dzieki temu osiaga sie jeszcze znacz¬ niejsze skrócenie czasu laczenia. PL