Reibungs-Kupplung oder -Bremse Die vorliegende Erfindung betrifft eine Reibungs kupplung oder -bremse, bei welcher das Zusammen pressen von Haupt-Reibflächen elektromagnetisch durch Anziehen eines Ankers ausgelöst wird und Kugeln oder Nocken jeweils längs Schrägflächen be wegt werden, um eine Keilwirkung zu erzeugen, durch welche die Haupt-Reibflächen der Reibungskupplung oder -bremse zusammengepresst werden.
Die Kupplung oder Bremse gemäss der vorliegen den Erfindung zeichnet sich aus durch eine an einem ersten Teil befestigte Reibungs-Hilfsscheibe, welche zwischen einem Elektromagneten und dessen Anker angeordnet ist, und durch einen ersten Satz von Nocken oder Kugeln, welche nach der Erregung des Elektromagneten und entsprechendem Festklemmen der Reibungsscheibe zwischen Magnet und Anker mit an an einem zweiten Teil angeordneten Druck scheiben vorgesehenen Schrägflächen derart zusam- nienwirken, dass die Druckscheiben mit Reibungs- Hauptgliedern am ersten Teil in Reibverbindung ge langen, und durch einen zweiten Satz von Nocken oder Kugeln,
welche vom zweiten Teil getragen wer den und nach Herstellung der eben genannten Reib verbindung mit andern Schrägflächen an den Druck scheiben derart zusammenwirken, dass die Druck scheiben auseinandergedrückt und die Reibungs- Hauptglieder gegen Reibungs-Hauptflächen am zwei ten Teil gepresst werden.
In den beiliegenden Zeichnungen ist ein Ausfüh-. rungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt, wobei Fig. 1 eine Schnittansicht eines zwei Kupplungen aufweisenden Mechanismus, und zwar nach der Mittellinie der Kupplungen, und Fig. 2 eine Schnittansicht nach der Linie II-11 in Fig. 1 ist.
Der Mechanismus weist zwei allgemein mit den Buchstaben<I>A</I> und<I>B</I> bezeichnete Kupplungen auf, welche wechselweise betätigbar sind, um von der Welle 1 wahlweise eine Kraftübertragung auf eine Abtriebswelle 28 oder eine Abtriebshohlwelle 28a zu schaffen. Die folgende Beschreibung bezieht sich in der Hauptsache auf die Kupplung A, wobei der Auf bau der Kupplung B der gleiche ist.
Die Kupplung A weist eine Welle 1 auf, an der ein ringförmiges, aus den beiden Teilen 2 und 3 gebildetes Gehäuse befestigt ist, wobei diese zwei Teile axial voneinander getrennt sind und ringförmige koaxiale Reibungsflächen 4 resp. 5 aufweisen. Die beiden Reibungsflächen 4 und 5 liegen einander Gegenüber und bilden eine erste und zweite Rei- bungs-Hauptfläche. Zwischen die beiden Teile des ringförmigen Gehäuses ist ein Ring 6 festgeschraubt, der sich radial einwärts erstreckt und mit einer kreis runden Reihe von runden Löchern versehen ist, wobei dieser Ring als Käfig für eine Mehrzahl von Kugeln 7 aus Stahl oder einem andern geeigneten Material dient,
von welchen Kugeln je eine in jedem der Lö cher enthalten ist. Eine erste ringförmige Druck scheibe 8 ist an der einen Seite des Ringes 6 ange ordnet, wobei diese Druckscheibe 8 eine Mehrzahl von in der Zahl und der Lage der Zahl. und der Lage der vom Ring 6 gestützten Kugeln 7 entsprechenden Eingriffsflächen 9 aufweist. An der andern Seite des Ringes 6 ist eine zweite ringförmige Druckscheibe 10 angeordnet, die mit einer gleichen Mehrzahl von gleichartigen Eingriffsflächen 11 ausgebildet ist. Die Anordnung ist derart, dass normalerweise jede der Kugeln 7 in einer durch ein Paar Eingriffsflächen 9 und 11 in der ersten und zweiten Druckscheibe 8 resp. 10 gebildeten Tasche enthalten und in dieser Tasche eingemittet ist.
Ein ringförmiger Elektromagnet 12 ist in bezug auf die Druckscheiben 8 und 10 radial einwärts und koaxial zur Welle 1 angeordnet, wobei der Elektro magnet 12 einen dreitappigen Flansch 13 aufweist, der radial auswärts gerichtet ist, wobei die bogen förmigen Lappen 13a, 13b, 13e in gleichmässigen Abständen um die Achse der Kupplung herum ange ordnet sind. Der Elektromagnet 12 ist mittels der Passstiften 14, die von den Druckscheiben gestützt werden und durch Löcher 15 in den Lappen 13a, 13b, 13c verlaufen, in den Druckscheiben 8 und 10 zentriert.
Diese Löcher 15 sind im Winkelsinn aus geweitet, und die Passstifte 14 tragen Rollen 16, die in den Löchern 15 angeordnet sind und einen etwas kleineren Durchmesser als die radiale Breite der Löcher 15 aufweisen und infolge der länglichen Form der Löcher 15 einer begrenzten Winkelbewe gung innerhalb letzterer fähig sind, wobei sie sich an der radial innen gelegenen Seite der Lochränder abwälzen. Die Lappen 13a, 13b, 13c bilden zudem einen Käfig für eine Mehrzahl von Stahlkugeln 17, welche in kreisrunden Löchern in den Lappen ange ordnet sind und mit Schrägflächen 17a in den Druck scheiben zusammenwirken, wobei diese Schrägflächen als Eingriffsflächen in den Druckscheiben 8 und 10 ausgebildet sind.
Diese letztgenannten Schrägflächen sind in Fig. 1 nicht veranschaulicht, sind jedoch gleich den bereits beschriebenen, nämlich den von den Ein griffsflächen 9 und 11 gebildeten Schrägflächen, welche mit den vom Ring 6 gestützten Kugeln 7 zu sammenwirken. Der Elektromagnet 12 wirkt mit einem zu ihm koaxialen ringförmigen Anker 18 zu sammen, der mit einem dreitappigen Flansch 19 ver sehen ist, dessen Lappen 19a, 19b, 19c radial aus- wärts ausladen und so geformt und in solchen winkel mässigen Abständen angeordnet sind, dass sie im wesentlichen in der gleichen Ebene liegen wie der Flansch 13 des Elektromagneten 12.
Der Anker 18 ist in gleicher Weise zentriert wie der Elektromagnet 12, das heisst mittels Passstiften 20, die von den Druckscheiben 8 und 10 gestützt werden und durch die länglichen Löcher 21 in den Lappen 19a, 19b, <B>19e</B> hindurchgehen, wobei die Passstifte 20 Rollen 22 tragen, die in den Löchern 21 liegen. Der Anker trägt die Auflaufkugeln 23, die mit weitern durch konische Ausnehmungen 24 in den Druckscheiben 8 und 10 gebildete Schrägflächen zusammenwirken.
Die Druckscheiben 8 und 10 sind auf dem Ring 6 mittels der Passstiften 25 zentriert, welche von den Druckscheiben gestützt werden, sich durch die läng lichen Löcher 26 im Ring 6 erstrecken und die Rollen 27 tragen, welche Rollen von etwas geringerem Durchmesser sind als die radiale Breite dieser Löcher 26, deren längliche Form eine begrenzte Winkelbewe gung der Druckscheiben in bezug auf den Ring 6 zulassen. Normalerweise befinden sich die Rollen 27 am einen Ende der Löcher 26, wie in Fig. 2 gezeigt, und die Rollen 16 und 22, welche den Elektro magneten 12 resp. den Anker 22 zentrieren, in der Mitte ihrer zugeordneten Löcher, wie dies in Fig. 2 gezeigt wird.
Das zweite drehbare Element der Kupplung ist eine Welle 28, die koaxial zur Welle 1 angeordnet ist und sich durch die obenerwähnten ringförmigen Teile erstreckt, wobei das eine Ende der Welle 28 im Ende der Welle 1 drehbar gelagert ist, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist. Eine auf der zweiten Welle befestigte Nabe 29 trägt zwei ringförmige Scheiben 30 und 31, die je an ihrem radial äussern Teil ring förmige Reibungsbelagglieder 32 und 33 tragen, ,-elche radiale Nuten<I>32a</I> resp. 33a aufweisen. Die Glieder 30, 32 und 31, 33 bilden Haupt-Reibungs- glieder der Kupplung.
Die Reibungsbelagglieder 32 an der Scheibe 30 sind zwischen der Druckscheibe 8 und der Reibungs fläche 4 des ringförmigen Gehäuses 2, 3, und die Reibungsbelagglieder 33 an der Scheibe 31 zwischen der Druckscheibe 10 und der Reibungsfläche 5 des Gehäuses angeordnet. Die Nabe 29 trägt ferner eine Hilfs-Reibungsscheibe 34, welche von kleinerem Durchmesser als die beiden von der Nabe getragenen Scheiben 30 und 31 ist und sich zwischen dem Elek tromagneten 12 und seinem Anker 18 radial nach auswärts erstreckt.
Die Reibungsscheibe 34 ist mit einer in einem Kreis gelegenen Reihe von kreisrun den, in gleichmässigen Abständen angeordneten Lö chern ausgebildet, in denen je eine Rondelle 35 aus Reibungsmaterial, die etwas dicker ist als die Rei bungsscheibe 35, angeordnet ist. Die Rondellen 35 wirken mit den Reibungsflächen am Elektromagne ten 12 und am Anker 18 zusammen, wobei die Rei bungsfläche am Elektromagneten 12 durch die äussert Fläche eines aus unmagnetischem Material hergestell ten Ringes 36, der in einer kreisrunden Nute in der Stirnfläche des Elektromagneten gegenüber dem Anker angeordnet ist, gebildet ist.
Ein Wärmeisolier- ring 37 dient dazu, die Wicklung des Elektro magneten 12 vor der durch die Reibung zwischen den Rondellen 35 und dem aus unmagnetischerr: Material bestehenden Ring 36 zu schützen.
Die Druckscheiben 9 und 10 werden normaler weise durch Federglieder gegeneinandergezogen, welche Federglieder beispielsweise Federspannungs- glieder 37a sein können, wie sie in der britischen Patentbeschreibung Nr. 597563 beschrieben sind. Der Anker 18 befindet sich normalerweise zufolge der zwischen dem Elektromagneten und dem Anker auf Stiftschrauben 39 gelagerten Druckfedern 38 in einem solchen Abstand vom Elektromagneten 12, dass er ausser Reibungskontakt mit den Reibungs rondellen 35 ist.
Solange im Betrieb der Elektromagnet 12 entregt ist, besteht keine Antriebsverbindung zwischen den Wellen 1 und 28, da die Druckscheiben 8 und 10 gegeneinander gezogen sind und sich demzufolge ausser Reibungskontakt mit den Reibungsstirn flächengliedern 32 und 33 befinden und der Anker 18 durch die Druckfedern 38 in einer Lage gehalten wird, in der kein Reibungskontakt auftritt zwischen dem Anker 18 und den Reibungsrondellen 35 einer seits und zwischen den Reibungsrondellen 35 und dem Reibungsring 36 anderseits.
Wenn der Elektromagnet 12 erregt wird (was durch irgendein an sich bekanntes Mittel, beispiels weise die Bürsten 40 und die Schleifringe 41 bewerk stelligt werden kann), so wird der Anker 18 ange zogen, und die Reibungsrondellen 35 werden zwi schen dem Anker 18 und dem Reibungsring 36 ein geklemmt, wodurch eine anfängliche Reibungsver bindung zwischen der Welle 28 und den Flanschen 13 und 19 am Elektromagnet resp. am Anker her gestellt wird, so dass die Druckscheiben 8 und 10 durch die Zusammenwirkung der Kugeln 17 und 23 mit ihren zugehörigen Schrägflächen in eine anfäng liche Berührung mit den Reibungsstirnflächenglie- dern 32 und 33 auseinanderbewegt werden,
wobei die Reibwirkung der Glieder 32 und 33 zur genann ten anfänglichen Reibungsverbindung hinzukommt, so dass diese Reibwirkungen zusammen bestrebt sind, die Druckscheiben 8 und 10 winkelmässig in bezug auf das äussere Gehäuse 2, 3 zu drehen. Zufolge der Zusammenwirkung der vom Ring 6 ab gestützten Kugeln 7 und der Schrägflächen in den Druckscheiben 8 und 10 werden die letzteren fester auseinandergedrückt, wodurch die Reibungsstirn-- flächenglieder 32 und 33 gegen die Reibflächen am Gehäuse 2, 3 gepresst werden. Die Wellen 1 und 28 werden dadurch antriebsmässig miteinander gekup pelt.
Die Reibungskraft, welche genannte anfänor- liche Antriebsverbindung schafft, ist im wesentlichen proportional zum durch die Kupplung übertragenen Drehmoment.
Die Kugeln 7 und die zugehörigen Schrägflächen im Ring 6 schaffen eine sekundäre Servo-Wirkung , welche im beschriebenen Ausführungsbeispiel nur in einer Richtung wirkt, und zwar aus dem Grunde, weil sich die Rollen 27 normalerweise am einen Ende der länglichen Löcher 26 im Ring 6 befinden. Wenn eine sekundäre Servo-Wirkung in beiden Rich tungen benötigt wird, so befinden sich die Rollen 27 normalerweise in der Mitte der Löcher 26. Bei entregtem Elektromagneten 12 der Kupp lung A und erregtem Elektromagneten der Kupp lung B wird eine Antriebsverbindung zwischen der Welle 1 und der Abtriebshohlwelle 28a hergestellt.
Es ist ohne weiteres ersichtlich, dass der beschrie bene Mechanismus als Bremse anstatt als Kupplung verwendet werden kann. Es ist zweckmässig, sowohl bei Kupplungen als auch bei Bremsen den Gehäuse teil 3 derselben gemeinsam zu gestalten.