WO2016001229A1 - Elektromagnetische polreibungskupplung oder polreibungsbremse - Google Patents

Elektromagnetische polreibungskupplung oder polreibungsbremse Download PDF

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WO2016001229A1
WO2016001229A1 PCT/EP2015/064856 EP2015064856W WO2016001229A1 WO 2016001229 A1 WO2016001229 A1 WO 2016001229A1 EP 2015064856 W EP2015064856 W EP 2015064856W WO 2016001229 A1 WO2016001229 A1 WO 2016001229A1
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brake
friction clutch
armature
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Dominik Hettich
Joachim Hubrich
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Kendrion (Villingen) Gmbh
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    • F16D2069/004—Profiled friction surfaces, e.g. grooves, dimples

Definitions

  • the invention relates to an electromagnetic Polreibungs ⁇ coupling or Polreibungsbremse according to the preamble of patent claim 1.
  • a generic electromagnetic Polreibungsbremse is known from DE 298 02 063 Ul, which comprises an inner pole, an outer pole and a friction surface having an armature, the force transmission either with a friction surface of the outer pole and / or a friction surface of the inner pole in reib ⁇ conclusive Contact can be brought.
  • a Polrei ⁇ friction brake or a friction clutch in which on a housing a friction surface of an armature is arranged opposite, which is rotatably connected to a shaft but movably connected in the axial direction. By means of an electromagnet, the armature is brought into frictional contact with the friction surface of the housing.
  • the friction surfaces of such a Polreibungsbremse or Polre ⁇ tion clutch are generally performed as steel / steel friction with a flat surface.
  • the invention is therefore an object of the invention to provide an electromagnetic magnetic friction brake or friction clutch of the aforementioned type which has an improved torque characteristics both in terms of torque and torque constancy as well as the Einlaufver ⁇ hold, so in particular eliminates the disadvantages mentioned above.
  • Such an electromagnetic pole friction brake or Polrei ⁇ tion clutch having at least one a friction surface ⁇ the magnetic pole, a non-rotatably mounted on a shaft and movable in axi ⁇ aler direction, a friction surface aufwei- send anchor and a bestrombare solenoid, their on or off magnetic force effect presses the anchor for producing egg ⁇ nes frictional engagement between the frictional surfaces against the magnetic pole comprises, is characterized according to the invention is characterized in that at least one friction surface of the magnetic pole has a profiling tion.
  • the magnetic pole is provided as outer pole and a further magnetic pole as inner pole with a profiling having friction surface.
  • the outer pole and the inner ⁇ pole are each easilybil ⁇ det with an annular friction surface.
  • the profiling of the frictional surface of the magnetic pole or the friction ⁇ surfaces of the outer pole and the inner pole can be generated with different ⁇ lichsten pattern geometries.
  • the profiling is formed as grooves, slots or grooves.
  • the groove-shaped depressions of the grooves or grooves are preferably formed concentrically extending with respect to the Drehach ⁇ se of the shaft.
  • the groove-shaped recesses of the grooves or grooves may be spirally formed with respect to the axis of rotation of the shaft.
  • Another development of the invention is to form the groove-shaped depressions of the grooves or grooves radially extending with respect to the axis of rotation of the shaft.
  • the groove-shaped recesses of grooves or grooves may be circumferentially and executed mutually crossing over further ⁇ formation according to linear and non-constant distance from the rotational axis of the shaft tangentially with respect to the axis of rotation.
  • a permanent magnet is provided, the force of magnetic force presses the armature against the magnetic pole in the energized magnetic coil and with magnetically energized solenoid for solving the armature of Mag Mag. netpol is compensated.
  • an electromagnetically opening friction clutch or Polreibungsbremse maraf ⁇ fen in which the axial force is generated for the frictional engagement between the friction surfaces by the permanent magnet.
  • the magnetic field of Perma ⁇ nentmagneten is compensated or deflected so that the armature can lift off from the magnetic pole or the outer pole and the inner pole and thus the frictional connection is released. It is advantageous to arrange the permanent magnet between the outer pole and the inner pole.
  • Figure 1 is a sectional view of an electromagnetic
  • FIG. 2 shows a side view of an outer pole and a In ⁇ nenpol the Polreibungskupplung or Polreibungsbremse according to Figure 1,
  • Figure 3 is a partial view of the outer pole and the inner pole of the friction clutch or Polreibungsbremse according to Figures 1 and 2, and
  • Figures 4 representations of various Polgeometrien an Au ⁇ foreign and inner pole of a pole face friction clutch or Polreibungsbremse.
  • FIGS. 1 and 2 show, in different representations, a device 1 which can be used as a friction clutch or as a pole friction clutch.
  • friction brake is formed and is an electromagnetically öff ⁇ nende Polreibungskupplung or Polreibungsbremse.
  • the device 1 consists essentially of two com- ponents together, the first of which a stationary housing 6, which includes an outer pole body 10, and an inner ⁇ pol body comprises a flange 20, wherein between the outer ⁇ pol Body 10 and the flange 20, a permanent magnet 4 is arranged ⁇ and this housing 6 may represent a part of a clutch or a stator of an electric motor with a shaft 2, which is rotatable about a rotation axis 2.1 and, for example, is driven by the electric motor.
  • the annular housing 6 includes a ring coil as a magnetic coil 3, which is connected via terminals 3.1 with a Be ⁇ operating voltage source.
  • the flange 20 so ⁇ as the outer pole body 10 are annular, as can be seen in particular from Figure 2.
  • the outer pole body 10 has an outer pole 10.1 with a
  • Friction surface 10.2 and the flange 20 an inner pole 20.1 with egg ⁇ ner friction surface 20.2.
  • the second component of the device 1 is designed as arranged on a flange hub 5 anchor 30 and has an annular geometry.
  • This armature 30 is connected against rotation with the flange hub 5, which in turn is rotatably mounted on the shaft 2.
  • a spring mechanism 7 it ⁇ laubt but an axial movement of the armature 30 on the flanges Schnabe 5 relative to the shaft 2 in the direction of the rotational axis 2.1.
  • This armature 30 has a friction surface 30.1 on the end face facing the outer pole 10.1 and the inner pole 20.1.
  • the flange hub 5 has a hub portion 5.1, which is formed in the region of the annular housing 6 by means of a felt ⁇ ring 6.1 in the form of a scraper. Of the housing-side end on the basis of this boss portion 5.1 increases with respect to its diameter to gradually until at assumes its positi ⁇ on opposite ⁇ opposite end of the annular armature 30, wherein the outer pole 10.1 and the inner pole 20.1 remote end side of the armature 30 is partially in a radia ⁇ len flange 5.2 of the flange hub 5 is applied.
  • the spring mechanism 7 is located between this radial flange 5.2 and the armature 30.
  • the mode of operation of the device 1 is that the permanent magnet 4 generates a magnetic field which emerges from the friction surfaces 10.2 and 20.2 of the outer pole 10.1 and the inner pole 20.1 and which thus each form a magnetic pole.
  • the magnetic attraction forces of this magnetic field act the art ⁇ on the armature 30 so that it moves in the direction of the Ge ⁇ housing 6, and is thus pressed with its friction surface, the friction surfaces 30.1 to 10.2 and 20.2. This creates a frictional engagement between the armature 30 and the outer pole body 10 and the inner pole body 20.
  • this device 1 is designed as a Polreibungsbremse, the ver ⁇ rotatably connected to the armature 30 via the flange hub 5 2 braked.
  • the friction surface 30.1 of the armature 30 is flat.
  • both the Reibflä ⁇ surface 10.2 of the outer pole 10.1 and 20.2 of the friction surface of the inner pole 20.1 concentric with respect ⁇ are arranged on the axis of rotation to 2.1.
  • the friction surfaces 10.2 and 20.2 of the outer pole 10.1 and the inner pole 20.1 oriented to each other so that they are aligned with each other ⁇ and lie in a plane perpendicular to the axis of rotation 2.1 level.
  • the friction surfaces 10.2 and 20.2 of the outer pole 10.1 and of the inner pole 20.1 it is also possible to use the pole geometries shown in FIG. 4 instead of this pole geometry.
  • Figure 4a shows an embodiment in which the friction surfaces are 10.2 and 20.2 of the outer pole 10.1 and the inner pole 20.1 also aligned in a common plane, but rather than a simple oriented perpendicular to the axis of rotation 2.1 level ge ⁇ ringpovgig at an angle of, for example. 0.08 ° is inclined.
  • this plane opposite to the direction of the on ⁇ kers 30 inclined so that under the action of the permanent magnets ⁇ th 4 first the friction surface 20.2 of the inner pole is 20.1 pressed against the armature 30, and thus first a friction Zvi ⁇ rule the armature 30 and the flange 20 is formed.
  • this plane can also be reversed, namely inclined in the direction of the armature 30, so that initially under the action of the permanent magnet 4, the friction surface 10.2 of the outer pole body 10 forms a frictional engagement with the armature 30.
  • both friction surfaces 10.2 and 20.2 each have a profiling 10.3 and 20.3. Also, it is possible that only one of the two friction surfaces 10.2 or 20.2 is provided with a pro ⁇ filing.
  • FIGS. 4b and 4c show pole geometries in which the friction surfaces 10.2 and 20.2 are arranged in planes that are offset parallel to one another and perpendicular to the axis of rotation 2.1.
  • the friction surface 10.2 of the outer pole body 10 is offset in the direction of the armature 30, so that under the action of Perma ⁇ nentmagneten 4 first, the friction surface 10.2 of the outer pole 10.1 generates a frictional engagement with the armature 30.
  • both friction surfaces 10.2 and 20.2 are provided with a profiling 10.3 and 20.3, while according to FIG. 4c only the friction surface 10.2 is provided with a profiling 10.3.
  • FIG. 4b FIG.
  • both friction surfaces 10.2 and 20.2 are provided with a profiling 10.3 and 20.3. Again, it is possible that only one of the two friction surfaces 10.2 or 20.2 is provided with a profiling.
  • the profiling 10.3 and 20.3 of the friction surfaces 10.2 and 20.2 can be produced with a wide variety of pattern geometries.
  • grooves and grooves grooves on the Reibflä ⁇ surfaces 10.2 and 20.2 are provided.
  • the groove-shaped recesses 10.3 and 20.3 can also be designed to run in a spiral in relation to the axis of rotation 2.1.
  • the groove-shaped depressions 10.3 and 20.3 can also be realized radially in relation to the axis of rotation 2.1.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Elektromagnetische Polreibungskupplung oder Polreibungsbremse (1), die wenigstens einen eine Reibfläche (10.2) aufweisenden Magnetpol (10.1), einen auf einer Welle (2) verdrehsicher und in axialer Richtung bewegbar angeordneten, eine Reibfläche (30.1) aufweisenden Anker (30), und eine bestrombare Magnetspule (3), deren zu- oder abschaltbare Magnetkraftwirkung den Anker (30) zur Erzeugung eines Reibschlusses zwischen den Reibflächen (10.2, 30.1) gegen den Magnetpol (10) presst, umfasst. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Reibfläche (10.2) des Magnetpols (10.1) eine Profilierung (10.3) aufweist.

Description

Elektromagnetische Polreibungskupplung oder Polreibungsbremse
Die Erfindung betrifft eine elektromagnetische Polreibungs¬ kupplung oder Polreibungsbremse gemäß dem Oberbegriff des Pa- tentanspruchs 1.
Bei solchen Polreibungskupplungen oder Polreibungsbremsen wird die magnetische Kraftwirkung zur Erzeugung von Drehmomenten zur Kraftübertragung ausgenutzt.
Eine gattungsbildende elektromagnetische Polreibungsbremse ist aus der DE 298 02 063 Ul bekannt, die einen Innenpol, einen Außenpol sowie einen eine Reibfläche aufweisenden Anker um- fasst, der zur Kraftübertragung wahlweise mit einer Reibfläche des Außenpol und/oder einer Reibfläche des Innenpols in reib¬ schlüssigen Kontakt gebracht werden kann.
Des Weiteren ist aus der DE 199 25 173 AI ebenso eine Polrei¬ bungsbremse bzw. eine Polreibungskupplung bekannt, bei welcher auf einem Gehäuse eine Reibfläche einem Anker gegenüberliegend angeordnet ist, der mit einer Welle drehfest aber in axialer Richtung bewegbar verbunden ist. Mittels eines Elektromagneten wird der Anker in reibschlüssigen Kontakt mit der Reibfläche des Gehäuses gebracht.
Die Reibflächen einer solchen Polreibungsbremse oder Polrei¬ bungskupplung werden im Allgemeinen als Stahl/Stahl-Reibung mit ebener Fläche ausgeführt. Die zwangsläufig aus ferromagne- tischem Werkstoff bestehenden Reibflächen des Magnetpols und des Ankers sind einem Verschleiß unterworfen, der in Drehmo¬ mentschwankungen und Drehmomenteinbrüchen resultiert. Ferner kann auch aufgrund einer erhöhten Fressneigung ein verlänger- ter Einlauf bis zum Erreichen konstanter tribologischer Ver¬ hältnisse auftreten.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine elektro- magnetische Polreibungsbremse oder Polreibungskupplung der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, welche eine verbesserte Drehmomentcharakteristik sowohl hinsichtlich der Drehmomenthöhe und Drehmomentkonstanz als auch des Einlaufver¬ haltens aufweist, also insbesondere die vorstehend genannten Nachteile beseitigt.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine elektromagnetische Pol¬ reibungsbremse oder Polreibungskupplung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Eine solche elektromagnetische Polreibungsbremse oder Polrei¬ bungskupplung, die wenigstens einen eine Reibfläche aufweisen¬ den Magnetpol, einen auf einer Welle verdrehsicher und in axi¬ aler Richtung bewegbar angeordneten, eine Reibfläche aufwei- senden Anker und eine bestrombare Magnetspule, deren zu- oder abschaltbare Magnetkraftwirkung den Anker zur Herstellung ei¬ nes Reibschlusses zwischen den Reibflächen gegen den Magnetpol presst, umfasst, zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass wenigstens eine Reibfläche des Magnetpols eine Profilie- rung aufweist.
Mit einer solchen Profilierung der Reibfläche des Magnetpols wird ein erhöhtes Drehmoment erzielt, wobei durch diese Profi¬ lierung Freiräume zur Aufnahme des Abriebs entstehen und damit eine hohe Konstanz des Drehmoments sichergestellt wird. Auch ist bei dieser erfindungsgemäßen Polreibungsbremse oder Pol¬ reibungskupplung ein verringerter adhäsiver Verschleiß (Fress- neigung) festzustellen, wodurch auch die Ausfallrate reduziert wird .
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn der Magnetpol als Außenpol und ein weiterer Magnetpol als Innenpol mit einer eine Profilierung aufweisende Reibfläche vorgesehen ist. Vorzugsweise sind der Außenpol und der Innen¬ pol jeweils mit einer kreisringförmigen Reibfläche ausgebil¬ det .
Die Profilierung der Reibfläche des Magnetpols bzw. der Reib¬ flächen des Außenpols und des Innenpols kann mit unterschied¬ lichsten Mustergeometrien erzeugt werden. So ist erfindungsge¬ mäß vorgesehen, dass die Profilierung als Riefen, Nuten oder Rillen ausgebildet ist.
Die rillenförmigen Vertiefungen der Riefen oder Rillen sind vorzugsweise konzentrisch verlaufend in Bezug auf die Drehach¬ se der Welle ausgebildet. Alternativ können die rillenförmigen Vertiefungen der Riefen oder Rillen spiralförmig verlaufend in Bezug auf die Drehachse der Welle ausgeführt sein. Eine andere Weiterbildung der Erfindung besteht darin, die rillenförmigen Vertiefungen der Riefen oder Rillen radial verlaufend in Bezug auf die Drehachse der Welle auszubilden. Schließlich können die rillenförmigen Vertiefungen der Riefen oder Rillen weiter¬ bildungsgemäß linienförmig und mit nicht konstantem Abstand zur Drehachse der Welle tangential in Bezug auf die Drehachse umlaufend und sich gegenseitig überkreuzend ausgeführt sein. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist ein Permanentmagnet vorgesehen, dessen Magnetkraftwirkung bei unbestromter Magnetspule den Anker an den Magnetpol presst und bei bestromter Magnetspule zur Lösung des Ankers vom Mag- netpol kompensiert wird. Damit wird eine elektromagnetisch öffnende Polreibungskupplung oder Polreibungsbremse geschaf¬ fen, bei der die Axialkraft für den Reibschluss zwischen den Reibflächen durch den Permanentmagneten erzeugt wird. Durch die Bestromung der Magnetspule wird das Magnetfeld des Perma¬ nentmagneten kompensiert bzw. so umgelenkt, dass der Anker von dem Magnetpol bzw. dem Außenpol und dem Innenpol abheben kann und somit der Kraftschluss aufgehoben wird. Vorteilhaft ist es, den Permanentmagneten zwischen dem Außenpol und dem Innen- pol anzuordnen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbei¬ spieles unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren ausführ¬ lich beschrieben. Es zeigen:
Figur 1 eine Schnittdarstellung einer elektromagnetischen
Polreibungskupplung oder Polreibungsbremse gemäß der Erfindung, Figur 2 eine Seitenansicht auf einen Außenpol und einen In¬ nenpol der Polreibungskupplung oder Polreibungsbremse gemäß Figur 1,
Figur 3 eine Teildarstellung des Außenpols und des Innenpols der Polreibungskupplung oder Polreibungsbremse gemäß den Figuren 1 und 2, und
Figuren 4 Darstellungen verschiedener Polgeometrien eines Au¬ ßen- und Innenpols einer Polreibungskupplung oder Polreibungsbremse.
Die Figuren 1 und 2 zeigen in unterschiedlichen Darstellungen eine Vorrichtung 1, die als Polreibungskupplung oder als Pol- reibungsbremse ausgebildet ist und eine elektromagnetisch öff¬ nende Polreibungskupplung oder Polreibungsbremse darstellt.
Die Vorrichtung 1 setzt sich im Wesentlichen aus zwei Kompo- nenten zusammen, von denen die erste ein ortsfestes Gehäuse 6, welches einen Außenpol-Körper 10 beinhaltet, und einen Innen¬ pol-Körper als Flansch 20 umfasst, wobei zwischen dem Außen¬ pol-Körper 10 und dem Flansch 20 ein Permanentmagnet 4 ange¬ ordnet ist und dieses Gehäuse 6 ein Teil einer Kupplung oder ein Ständer eines Elektromotors mit einer Welle 2 darstellen kann, die um eine Drehachse 2.1 drehbar ist und bspw. von dem Elektromotor angetrieben wird.
Ferner beinhaltet das kreisringförmige Gehäuse 6 eine Ringspu- le als Magnetspule 3, die über Anschlüsse 3.1 mit einer Be¬ triebsspannungsquelle verbunden wird. Auch der Flansch 20 so¬ wie der Außenpol-Körper 10 sind kreisringförmig ausgebildet, wie dies insbesondere aus Figur 2 ersichtlich ist. Der Außenpol-Körper 10 weist einen Außenpol 10.1 mit einer
Reibfläche 10.2 und der Flansch 20 einen Innenpol 20.1 mit ei¬ ner Reibfläche 20.2 auf.
Die zweite Komponente der Vorrichtung 1 ist als auf einer Flanschnabe 5 angeordneter Anker 30 ausgeführt und weist eine kreisringförmige Geometrie auf. Dieser Anker 30 ist mit der Flanschnabe 5 verdrehsicher verbunden, die ihrerseits auf der Welle 2 drehfest angeordnet ist. Ein Federmechanismus 7 er¬ laubt jedoch eine axiale Bewegung des Ankers 30 auf der Flan- schnabe 5 relativ zur Welle 2 in Richtung der Drehachse 2.1.
Dieser Anker 30 weist auf der dem Außenpol 10.1 und dem Innen¬ pol 20.1 zugewandten Stirnseite eine Reibfläche 30.1 auf. Die Flanschnabe 5 weist einen Nabenabschnitt 5.1 auf, der im Bereich des kreisringförmigen Gehäuses 6 mittels eines Filz¬ ringes 6.1 in Form eines Abstreifers ausgebildet ist. Von dem gehäuseseitigen Ende ausgehend nimmt dieser Nabenabschnitt 5.1 hinsichtlich seines Durchmessers stufenweise zu, bis am gegen¬ überliegenden Ende der kreisringförmige Anker 30 seine Positi¬ on einnimmt, wobei die dem Außenpol 10.1 und dem Innenpol 20.1 abgewandte Stirnseite des Ankers 30 teilweise an einem radia¬ len Flansch 5.2 der Flanschnabe 5 anliegt. Der Federmechanis- mus 7 befindet sich zwischen diesem radialen Flansch 5.2 und dem Anker 30.
Die Wirkungsweise der Vorrichtung 1 besteht darin, dass der Permanentmagnet 4 ein Magnetfeld erzeugt, das aus den Reibflä- chen 10.2 und 20.2 des Außenpols 10.1 und des Innenpols 20.1 austritt und die damit jeweils einen Magnetpol bilden. Die magnetischen Anziehungskräfte dieses Magnetfeldes wirken der¬ art auf den Anker 30, dass dieser sich in Richtung auf das Ge¬ häuse 6 bewegt und damit mit seiner Reibfläche 30.1 an die Reibflächen 10.2 und 20.2 gepresst wird. Hierdurch entsteht ein Reibschluss zwischen dem Anker 30 und dem Außenpol-Körper 10 sowie dem Innenpol-Körper 20. Ist diese Vorrichtung 1 als Polreibungsbremse ausgebildet, wird die mit dem Anker 30 ver¬ drehfest über die Flanschnabe 5 verbundene Welle 2 abgebremst.
Wird nun die Magnetspule 3 über den Anschluss 3.1 bestromt, wird ein dem Magnetfeld des Permanentmagneten 3 entgegenwir¬ kendes Spulen-Magnetfeld erzeugt, so dass sich die beiden Mag¬ netfelder in ihren Wirkungen im Bereich der Magnetpole gegen- seitig aufheben. Dies bewirkt, dass der Federmechanismus 7 den Anker 30 von dem Außenpol 10.1 und dem Innenpol 20.1 wegzieht, so dass zwischen den Reibflächen 10.2 und 20.2 einerseits und der Reibfläche 30.1 andererseits ein Spalt entsteht, so dass keine Kraftübertragung mehr möglich ist. Bei einer Ausführung der Vorrichtung 1 als Polreibungsbremse entsteht keine Brems¬ wirkung mehr. Erfindungsgemäß weisen die Reibflächen 10.2 und 20.2 eine Pro¬ filierung 10.3 und 20.3 auf, die gemäß Figur 2, welche die Vorrichtung 1 ohne die Flanschnabe 5 und ohne den Anker 30 zeigt, als Riefen oder Rillen darstellende rillenförmige Ver¬ tiefungen 10.3 und 20.3 gezeichnet ist. Die Reibfläche 30.1 des Ankers 30 ist eben.
Dieser Bereich des Außenpols 10.1, des Permanentmagneten 4 so¬ wie des Innenpols 20.1 mit deren die Profilierung 10.3 und 20.3 aufweisenden Reibflächen 10.2 und 10.3 zeigt die De- taildarstellung nach Figur 3.
Aus den Figuren 2 und 3 ist deutlich zu erkennen, dass die rillenförmigen Vertiefungen 10.3 und 20.3 sowohl der Reibflä¬ che 10.2 des Außenpols 10.1 als auch der Reibfläche 20.2 des Innenpols 20.1 konzentrisch in Bezug auf die Drehachse 2.1 an¬ geordnet sind .
Mit einer solchen Profilierung 10.3 und 20.3 der Reibflächen 10.2 und 20.2 wird ein erhöhtes Drehmoment erzielt. Die ril- lenförmigen Vertiefungen 10.3 und 20.3 schaffen Freiräume für den während des KraftSchlusses erzeugten Abrieb, so dass eine weitgehende Konstanz des erhöhten Drehmoments erreicht wird. Schließlich führt eine solche Profilierung dazu, dass die Fressneigung verringert und dadurch auch die Ausfallrate redu- ziert wird. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 1 bis 3 ist so¬ wohl die Reibfläche 10.2 des Außenpols als auch die Reibfläche
20.2 des Innenpols 20.1 mit einer Profilierung 10.3 bzw. 20.3 profiliert. Es ist auch möglich, nur einen der beiden Reibflä- chen 10.2 oder 20.2 mit einer solchen Profilierung 10.3 bzw.
20.3 auszustatten.
Ferner sind bei diesem Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 1 bis 3 die Reibflächen 10.2 bzw. 20.2 des Außenpols 10.1 bzw. des Innenpols 20.1 derart zueinander orientiert, dass sie mit¬ einander fluchten und in einer senkrecht auf der Drehachse 2.1 stehenden Ebene liegen. Es ist auch möglich anstelle dieser Polgeometrie hinsichtlich der Reibflächen 10.2 und 20.2 des Außenpols 10.1 und des Innenpols 20.1 die in den Figuren 4 ge- zeigten Polgeometrien zu verwenden.
So zeigt Figur 4a eine Ausführung, bei der die Reibflächen 10.2 und 20.2 des Außenpols 10.1 und des Innenpols 20.1 ebenso fluchtend in einer gemeinsamen Ebene liegen, die jedoch gegen- über einer senkrecht zur Drehachse 2.1 orientierten Ebene ge¬ ringfügig mit einem Winkel von bspw. 0,08° geneigt ist. Nach Figur 4a ist diese Ebene entgegengesetzt zur Richtung des An¬ kers 30 geneigt, so dass unter der Wirkung des Permanentmagne¬ ten 4 zunächst die Reibfläche 20.2 des Innenpols 20.1 an den Anker 30 gepresst wird und somit zuerst ein Reibschluss zwi¬ schen dem Anker 30 und dem Flansch 20 entsteht. Diese Ebene kann jedoch auch umgekehrt, nämlich in Richtung zum Anker 30 geneigt sein, so dass unter der Wirkung des Permanentmagneten 4 zunächst die Reibfläche 10.2 des Außenpol-Körpers 10 einen Reibschluss mit dem Anker 30 bildet.
Gemäß Figur 4a weisen beide Reibflächen 10.2 und 20.2 jeweils eine Profilierung 10.3 und 20.3 auf. Auch ist es möglich, dass nur eine der beiden Reibflächen 10.2 oder 20.2 mit einer Pro¬ filierung versehen wird.
Die Figuren 4b und 4c zeigen Polgeometrien, bei den die Reib- flächen 10.2 und 20.2 in parallel zueinander versetzten und senkrecht zur Drehachse 2.1 stehenden Ebenen angeordnet sind. So ist die Reibfläche 10.2 des Außenpol-Körpers 10 in Richtung des Ankers 30 versetzt, so dass unter der Wirkung des Perma¬ nentmagneten 4 zunächst die Reibfläche 10.2 des Außenpols 10.1 einen Reibschluss mit dem Anker 30 erzeugt. Gemäß Figur 4b sind beide Reibflächen 10.2 und 20.2 mit einer Profilierung 10.3 und 20.3 versehen, während nach Figur 4c lediglich die Reibfläche 10.2 mit einer Profilierung 10.3 ausgestattet ist. Im Unterschied zu Figur 4b zeigt Figur 4d eine Polgeometrie, bei der die Reibfläche 20.2 des Innenpols 20.1 in einer zur Drehachse 2.1 senkrecht stehenden Ebene geneigt ist, wobei die Neigung in Richtung der Drehachse 2.1 verläuft. Die Reibfläche 10.2 des Außenpols 10.1 liegt in einer senkrecht zur Drehachse 2.1 stehenden Ebene und ist in Richtung des Ankers 30 gering¬ fügig versetzt, so dass unter der Wirkung des Permanentmagne¬ ten 4 zunächst die Reibfläche 10.2 des Außenpols 10.1 einen Reibschluss mit dem Anker 30 erzeugt. Bei dieser Ausführung gemäß Figur 4d sind beide Reibflächen 10.2 und 20.2 mit einer Profilierung 10.3 und 20.3 versehen. Auch hier ist es möglich, dass nur eine der beiden Reibflächen 10.2 oder 20.2 mit einer Profilierung versehen wird.
Die Profilierung 10.3 und 20.3 der Reibflächen 10.2 und 20.2 kann mit unterschiedlichsten Mustergeometrien erzeugt werden. So können neben Riefen und Rillen auch Nuten auf den Reibflä¬ chen 10.2 und 20.2 vorgesehen werden. Alternativ zur konzentrischen Anordnung können die rillenför- migen Vertiefungen 10.3 und 20.3 auch spiralförmig verlaufend in Bezug auf die Drehachse 2.1 ausgeführt sein. Ferner können die rillenförmigen Vertiefungen 10.3 und 20.3 auch radial ver- laufend in Bezug auf die Drehachse 2.1 realisiert werden.
Schließlich wäre es auch möglich die rillenförmigen Vertiefun¬ gen 10.3 und 20.3 linienförmig und mit nicht konstantem Ab¬ stand zur Drehachse 2.1 der Welle 2 tangential in Bezug auf die Drehachse 2.1 umlaufend und sich gegenseitig überkreuzend auf den Reibflächen 10.2 und 20.2 anzuordnen.
Das oben beschriebene Ausführungsbeispiel zeigt eine elektro¬ magnetisch öffnende Polreibungskupplung oder Polreibungsbrem¬ se. Natürlich ist auch möglich, die Reibflächen einer elektro- magnetisch schließenden Polreibungskupplung oder Polreibungs¬ bremse mit einer Profilierung entsprechend der oben beschrie¬ benen Art auszubilden.
Bezugszeichenliste
1 Elektromagnetische Polreibungskupplung oder Polrei¬ bungsbremse
2 Welle
2.1 Drehachse der Welle 2
3 Magnetspule
3.1 Anschluss der Magnetspule 3
4 Permanentmagnet
5 Flanschnabe
5.1 Nabenabschnitt der Flanschnabe 5
5.2 radialer Flansch der Flanschnabe 5
6 Gehäuse
6.1 Filzring des Gehäuses 6.
7 Federmechanismus
10 Magnetpol-Körper, Außenpol-Körper
10.1 Magnetpol, Außenpol des Außenpol-Körpers 10
10.2 Reibfläche des Außenpols 10.1
10.3 Profilierung der Reibfläche 10.2
20 Magnetpol-Körper, Flansch
20.1 Magnetpol, Innenpol des Flansches 20
20.2 Reibfläche des Innenpols 20.1
20.3 Profilierung der Reibfläche 20.2
30 Anker
30.1 Reibfläche des Ankers 30

Claims

Patentansprüche
1. Elektromagnetische Polreibungskupplung oder Polreibungsbrem¬ se (1), umfassend
- wenigstens einen eine Reibfläche (10. 2) aufweisenden Mag¬ netpol (10.1),
- einen auf einer Welle (2) verdrehsicher und in axialer Richtung bewegbar angeordneten, eine Reibfläche (30.1) auf¬ weisenden Anker (30),
- eine bestrombare Magnetspule (3) , deren zu- oder abschalt¬ bare Magnetkraftwirkung den Anker (30) zur Erzeugung eines Reibschlusses zwischen den Reibflächen (10.2, 30.1) gegen den Magnetpol (10) presst,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
- die Reibfläche (10.2) des Magnetpols (10.1) eine Profilie¬ rung (10.3) aufweist.
2. Elektromagnetische Polreibungskupplung oder Polreibungsbrem¬ se (1) nach Anspruch 1,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
der Magnetpol als Außenpol (10.1) und ein weiterer Magnetpol als Innenpol (20.1) mit einer eine Profilierung (20.2) auf¬ weisende Reibfläche (20.2) vorgesehen ist.
3. Elektromagnetische Polreibungskupplung oder Polreibungs¬ bremse (1) nach Anspruch 1 oder 2,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
der Außenpol (10.1) und der Innenpol (20.1) jeweils mit ei¬ ner kreisringförmigen Reibfläche (10.2, 20.2) ausgebildet ist.
4. Elektromagnetische Polreibungskupplung oder Polreibungs¬ bremse (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Profilierung (10.3, 20.3) als Riefen, Nuten oder Rillen ausgebildet ist.
Elektromagnetische Polreibungskupplung oder Polreibungs¬ bremse (1) nach Anspruch 4,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
die rillenformigen Vertiefungen der Riefen oder Rillen kon¬ zentrisch verlaufend in Bezug auf die Drehachse (2.1) der Welle (2) ausgebildet sind.
Elektromagnetische Polreibungskupplung oder Polreibungs¬ bremse (1) nach Anspruch 4,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
die rillenformigen Vertiefungen der Riefen oder Rillen spi¬ ralförmig verlaufend in Bezug auf die Drehachse (2.1) der Welle (2) ausgebildet sind.
Elektromagnetische Polreibungskupplung oder Polreibungs¬ bremse (1) nach Anspruch 4,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
die rillenformigen Vertiefungen der Riefen oder Rillen radi¬ al verlaufend in Bezug auf die Drehachse (2.1) der Welle (2) ausgebildet sind.
Elektromagnetische Polreibungskupplung oder Polreibungs¬ bremse (1) nach Anspruch 4,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
die rillenformigen Vertiefungen der Riefen oder Rillen li- nienförmig und mit nicht konstantem Abstand zur Drehachse (2.1) der Welle (2) tangential in Bezug auf die Drehachse (2.1) umlaufend und sich gegenseitig überkreuzend ausgebil¬ det sind. Elektromagnetische Polreibungskupplung oder Polreibungs¬ bremse (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
ein Permanentmagnet (4) vorgesehen ist, dessen Magnetkraft¬ wirkung bei unbestromter Magnetspule (3) den Anker (30) an den Magnetpol (10.1, 20.1) presst und bei bestromter Magnet¬ spule (3) zur Lösung des Ankers (30) vom Magnetpol (10.1, 20.1) kompensiert wird.
Elektromagnetische Polreibungskupplung oder Polreibungs¬ bremse (1) nach Anspruch 9,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
der Permanentmagnet (4) zwischen dem Außenpol (10.1) und dem
Innenpol (20.1) angeordnet ist.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4357634A2 (de) 2022-03-17 2024-04-24 KEB Automation KG Elektromagnetische bremse oder kupplung

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2538494A1 (de) * 1975-08-29 1977-03-03 Schultz Wolfgang E Elektromagnetische, luftspaltlose kupplung oder bremse
DE9103369U1 (de) * 1990-03-28 1991-06-20 Dana Corp., Toledo, Ohio, Us
DE19908439A1 (de) * 1998-02-27 1999-09-02 Dana Corp Schalldämpfende Ankeranordnung für eine elektromagnetische Kupplung
DE102009018559A1 (de) * 2009-04-24 2010-10-28 Kendrion Linnig Gmbh Verfahren zur Herstellung von Kupplungs- und Bremsscheiben für Elektromagnetkupplungen oder Elektromagnetbremsen mit mindestens einem Reibflächenelement

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1519417A (en) * 1924-03-07 1924-12-16 Clarence Q Payne Electromagnetic clutch
US2942710A (en) * 1957-03-26 1960-06-28 Ite Circuit Breaker Ltd Clutch device
EP0216514B1 (de) * 1985-08-23 1990-11-14 Sanden Corporation Elektromagnetisch betätigte Kupplungen
DE29802063U1 (de) * 1998-02-06 1998-04-09 Binder Magnete Polreibungsbremse
DE19925173C2 (de) * 1999-06-01 2002-05-08 Kendrion Binder Magnete Gmbh Polreibungsbremse bzw. Polreibungskupplung
DE10324487B4 (de) * 2003-05-30 2009-04-09 Kendrion Binder Magnete Gmbh Elektromagnetisch öffnende Polreibungskupplung oder Polreibungsbremse
DE102004042687B4 (de) * 2004-09-01 2009-04-16 Linnig Trucktec Gmbh Elektromagnetisch betätigbare Reibscheibenkupplung und Rotor für eine solche Kupplung
DE102005025546A1 (de) * 2005-06-01 2006-12-07 Kern Gmbh Kupplungs-Bremskombination
DE102009019139A1 (de) * 2009-04-29 2010-11-04 Kendrion Linnig Gmbh Elektromagnetische Reibungskupplung mit oszillierenden Polflächen

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2538494A1 (de) * 1975-08-29 1977-03-03 Schultz Wolfgang E Elektromagnetische, luftspaltlose kupplung oder bremse
DE9103369U1 (de) * 1990-03-28 1991-06-20 Dana Corp., Toledo, Ohio, Us
DE19908439A1 (de) * 1998-02-27 1999-09-02 Dana Corp Schalldämpfende Ankeranordnung für eine elektromagnetische Kupplung
DE102009018559A1 (de) * 2009-04-24 2010-10-28 Kendrion Linnig Gmbh Verfahren zur Herstellung von Kupplungs- und Bremsscheiben für Elektromagnetkupplungen oder Elektromagnetbremsen mit mindestens einem Reibflächenelement

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