CH409544A - Elektromagnetisch betätigte Lamellenkupplung - Google Patents

Description

  Elektromagnetisch betätigte     Lamellenkupplung       Die Erfindung bezieht sich auf eine elektromagne  tisch betätigte     Lamellenkupplung    mit ausserhalb des       Einflussbereiches    des wirksamen magnetischen Kraft  flusses angeordneten Lamellen und einem axial ver  schiebbar gelagerten Anker.  



       Derartige        Lamellenkupplungen    werden in der  Technik vielfach angewendet, da sie in ihrem Aufbau  und in ihrer     Wirkungsweise    den Erfordernissen des  Maschinenbaues gerecht werden. Der     Erfindung    liegt  nun die Aufgabe zu Grunde, diese bekannten Aus  führungen von Mängeln zu befreien und ihre Funk  tion weiter zu verbessern.  



  Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht,     dass     zwischen den einander zugeordneten Reibflächen der       Lamellen    um eine Achse drehbare Wälzkörper, bei  spielsweise Rollen oder dergleichen,     angeordnet    sind,  deren Rotationsachsen     mit    der     Bewegungsrichtung     der umlaufenden Kupplungsteile jeweils einen von  90      unterschiedlichen    Winkel bilden, und dass die  Wälzkörper durch einen Käfig oder durch geeignete  Ausbildung der Reibflächen der Lamellen drehbar  und     unverschiebbar        geführt    sind.  



  Eine     derart    ausgebildete     Lamellenkupplung    er  möglicht vor allem einen raschen Aufbau und eine  schnelle Unterbrechung des     Reibschlusses,    ohne dass  dazu besondere Mittel     erforderlich        sind.    Die     Luft-          wege,    die bei den     vorbekannten    Ausführungen     beim     Schaltvorgang zu     überwinden    sind, entfallen nunmehr  fast vollständig.

   Die zwischen den     Lamellen    angeord  neten, um eine Achse drehbaren     Wälzkörper    führen  nämlich, bedingt durch die Neigung ihrer     Achsen,     gegenüber .der Bewegungsrichtung der umlaufenden  Teile eine teils rollende, teils     gleitende    Bewegung aus;

         ,die    Reibkraft ist dabei in sehr grossem Masse von der  auf die Lamellen     einwirkenden        Anpresskraft    abhän  gig Eine axiale Verschiebung der Lamellen und     ider     die Wälzkörper     führenden    Käfige ist also zur Erzen-         gung    oder zur Unterbrechung des     Reibschlusses    nicht       erforderlich,

      sondern     @es    ist lediglich     die    Grösse der       Anpresskraft        entsprechend    zu     wählen.    Und da auf  .elektrischem Wege !das Ein- oder Ausschalten der       Anpresskraft    einfach     zu    bewerkstelligen ist, bietet  sich diese     Lamellenkupplung    besonders     als    Schalt  kupplung für schnell     umschaltbare        Werkzeugma-          schinengetriebe    an.  



  Ausserdem tritt bei der vorschlagsgemässen Kupp  lung gegenüber den bisher bekannten     Lamellenkupp-          lungen    .eine wesentlich geringere Wärmebelastung auf.  Die Lamellen liegen nämlich bei     Reibschluss        nicht     mehr aneinander an, sondern sie berühren     lediglich     einen Teil (der     Mantelfläche    der     Wälzkörper.    Kühl  mittel - und sei es     nur    Luft - kann also in jedem Be  triebszustand fast ungehindert zwischen den Lamellen       hindurchströmen    und die anfallende Wärme abfüh  ren.

   Um eine besonders gute Kühlung an den Reib  flächen der Lamellen und der     Wälzkörper    zu er  zielen, können     im    Magnetkörper der Kupplung oder  einem anderen     Bauteil    Kanäle zur     Zuführung        eines          Kühlmittels    angeordnet werden. Ausserdem     können    die       Wälzkörper    in einer den     Durchfluss    des     Kühlmittels     fördernden     Art    ausgerichtet sein.

   In vielen Fällen  wird Luft als     Kühlmittel    ausreichend sein, bei be  sonders hochbelasteten Kupplungen kann jedoch  auch Öl als Kühl- und Schmiermittel     verwendet     werden.    Ferner können, vorzugsweise bei Trockenlauf und       Wälzkörpern    aus Stahl, die Lamellen aus Sinter  bronze oder dergleichen hergestellt oder mit     einem          Asbestreibbelag    versehen sein.

   Dadurch kann ein  hoher     Verschleisswiderstand    bei sehr geringer Leer  laufreibung erzielt werden.     Auch    kann durch eine       derartige    Reibpaarung die Griffigkeit verbessert wer  den, so dass das von der Kupplung     zu    übertragende      Drehmoment sehr schnell aufgebaut werden kann  und eine     gute    Schaltgenauigkeit zu erzielen ist.  



  Des     weiteren    kann die erfindungsgemässe     Lamel-          lenkupplung        mit    einer an sich bekannten     Einrichtung     zur     selbsttätigen    Nachstellung des     Restluftspaltes    zwi  schen Anker und Magnetkörper versehen sein. Da  durch kann eineventueller Verschleiss an den beiden  Flächen oder an den     Wälzkörpern    ausgeglichen wer  den.  



  Ein     Ausführungsbeispiel    des     Erfindungsgegen-          standes    ist in der Zeichnung     dargestellt    und nach  folgend näher erläutert. Hierbei zeigen:       Fig.    1 einen     Axialschnitt        durch    eine elektroma  gnetisch betätigte     Lamellenkupplung    und       Fig.    2 drei Ausführungsformen des die Wälzkör  per führenden Käfigs.  



  Nach     Fig.    1 ist mit     einer    Welle 1 über     eine        Pass-          feder    23     ,ein    Magnetkörper formschlüssig verbunden,  der :aus dem     Spulenträger    2 und der Spule 3     besteht.     Auf einem Teil der     A.ussenmantelfläche    des Spulen       trägers    2 ist die     Mitnehmerverzahnung    4 der Innen  lamellen 5 angeordnet.

   Ausserdem trägt der Spulen  träger 2 einen Ring 6, auf dem     ider        Schleifring    7 für  die Stromzuführung angebracht ist und der als La  mellenwiderlager dient. Eine     derartige        Zweiteilung     des Magnetkörpers hat den Vorteil, dass die     Mitneh-          merverzahnung    4 für die Innenlamellen 5 ohne Be  hinderung und ohne besondere     Fertigungsverfahren     auf einfache Art     hergestellt    werden kann.

   Die Ab  triebsseite der Kupplung wind von dem Kupplungs  körper 8 mit dem     Mitnehmer    9 für die     Aussenlamel-          len    10 gebildet.  



  Der Anker besteht bei dem     gezeigten    Ausfüh  rungsbeispiel aus :einem     ferromagnetischen        Innenring     11, einem     Bronze-Zwischenring    12 und einem     ferro-          magnetischen        Aussenring    13. Der     unmagnetische    Zwi  schenring 12 verhindert somit den Übergang von       magnetischen        Kraftlinien    aus dem     Ankerinnenräng    11  zu dem     Ankeraussenring    13.

   Um besonders gute       Trockenlaufeigenschaften    zu     erzielen,    kann     als    Werk  stoff für den     Ankerzwischenring    12 Lagermetall, vor  zugsweise Bronze, verwendet werden.     Ausserdem    ist,  um die     Anpresskraft    auf die Lamellen wirken     zu        las-,     sen, der     Ankeraussenring        13,auf    seiner den     Lamellen     5, 10 zugekehrten Seite mit .einem Bund 14 versehen.

    Durch die Sperrklinken 15     wird    in an sich bekannter  Weise im Zusammenwirken mit den Ankerringen 11,  12 die selbsttätige Nachstellung des Ankeraussen  ringes 13 erreicht.  



  Der aus den Ringen 11, 12, 13 bestehende Anker  ist mittels einer Bronzebüchse 16 auf der Welle 1     ge-          lagert    und gegen Ablaufen durch einen     Sprengring     17 gesichert. Durch die Bronzebüchse 16 werden     für     einen Trockenbetrieb ausreichende     Notlaufeigen-          schaften    erzielt und gleichzeitig     wird    auch der Streu  ung der magnetischen Kraftlinien entgegenwirkt.  



  Zwischen den Innenlamellen 5 und den Aussen  lamellen 10 sind Käfige 20 angeordnet, die, wie     aus     der     Fig.    2 ersichtlich ist, mit     Ausnehmungen    22 ver  sehen sind. In diesen     Ausnehmungen    22 sind Rollen    21     .eingesetzt,    deren Rotationsachsen 26 mit der     Be-          wegungsrichtung    25 .einen Winkel a bilden, der klei  ner :ist als 90 . Um die Lamellen 5, 10 und die Rollen  21 unter einer geringen     Vorspannung    zu halten, ist  zwischen dem     Lamellenpaket    und dem als Lamellen  widerlager dienende Ring 6 eine Tellerfeder 24 ein  gesetzt.

   Zur Zuführung eines Kühlmittels, insbeson  dere von Luft, sind in dem     Spulenträger    2 Kanäle  18, 19 angeordnet, durch die das Kühlmittel zu den  Reibflächen strömen kann.  



  Die Wirkungsweise einer elektromagnetisch be  tätigten     Lamellenkupplung    gemäss der Erfindung be  ruht darauf, dass beim Erregen der Spule 3 sich ein       magnetisches    Feld ausbildet, dessen Kraftlinien auf  den     Anker-Innenring    11 wirken und diesen an den       Spulenträger    2 ziehen. Diese Bewegung wird über den       Zwischenring    12 auf den     Anker-Aussenring    13 über  tragen, der über seinen Bund 14 die Lamellen 5, 10  gegen die durch den Käfig 20 drehbar und     unver-          schiebbar    geführten Rollen 21 presst.  



  Die Innenlamellen 5, die über die     Mitnehmerver-          zahnung    4 angetrieben werden, setzen dabei die Rol  len 21 in Bewegung, so     dass    sich diese auf den jeweils  zugeordneten Aussenlamellen abwälzen. Infolge der  Schräglage der Rollen 21 zur Bewegungsrichtung 25  der     unilaufenden    Teile führen     sie    jedoch keine reine       Rollbewegung    aus, sondern zugleich auch eine     Gleit-          bewegung,    so dass     zwischen    den     Rollenmantelflächen     und den Lamellen Reibung entsteht.

   Diese bewirkt,  dass die Aussenlamellen 10     mitgenommen    werden  und somit ;eine Kraftübertragung stattfindet. Die  Gleitbewegung ist dabei abhängig von der Grösse des  Winkels a zwischen den     Rotationsachsen    26 der  Rollen 21 und der Bewegungsrichtung 25 sowie  vor allem von der auf die Lamellen wirkenden An  presskraft.    Die     Nachstelleinrichtung    15 bewirkt in an sich  bekannter Weise, dass die gesamte elektromagnetisch  erzeugte     Anpresskraft    am     Lamellenpaket    zur Wir  kung kommt.

   Durch Steuerung dieser     Anpresskraft     ist das durch     Reibschluss    von den Lamellen 5, 10  und den Rollen 21 übertragende Drehmoment ein  stellbar, so     -dass    die Kupplung ,in vorteilhafter Weise  auch als     Schlupfkupplung    verwendet werden kann.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Elektromagnetisch betätigte Lamellenkupplung mit ausserhalb des Einflussbereiches des wirksamen magnetischen Kraftflusses angeordneten Lamellen und einem axial verschiebbar gelagerten Anker, da durch gekennzeichnet, dass zwischen den einander zugeordneten Reibflächen der Lamellen (5, 10) um eine Achse (26) drehbare Wälzkörper angeordnet sind, deren Rotationsachsen (26) mit der Bewegungs richtung (25) der umlaufenden Kupplungsteile jeweils einen von 90 unterschiedlichen Winkel (a) bilden, und dass die Wälzkörper (21) durch einen Käfig (20)

   oder durch geeignete Ausbildung der Reibflächen (5, 10) drehbar und unverschiebbar geführt sind. UNTERANSPRÜCHE 1. Elektromagnetisch betätigte Lamellenkupplung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zur Zuführung eines Kühlmittels, vorzugsweise von Luft, zu den Reibflächen dar Lamellen (5, 10) und der Wälzkörper (21) im Magnetkörper (3) der Kupp lung oder einem anderen Bauteil Kanäle (18, 19) vorgesehen sind. 2.

   Elektromagnetisch betätigte Lamellenkupplung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass, bei Trockenlauf und Wälzkörpern (21) aus Stahl, die Lamellen (5, 10) aus Sinterbronze hergestellt oder mit einem Asbestreibbelag versehen sind. 3. Elektromagnetisch betätigte Lamellenkupplung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, @dass die Kupplung mit einer Einrichtung (15) zur selbst tätigen Nachstellung des Restluftspaltes zwischen An ker (11, 12, 13) und Magnetkörper (2, 3) versehen ist.