Elektromagnetische Reibungskupplung bzw. -bremse Die Erfindung bezieht sich auf eine elektromagne tische Reibungskupplung bzw. -bremse mit einem ma- gnetisierbaren Ringkörper, dessen dem den magneti schen Kreis schliessenden Anker zugewandter Teil mit seiner äusseren Durchmesserzone und seiner inneren Durchmesserzone zwei Magnetpole bildet und einen zwischen diese eingelagerten, sich bis zur Stirnfläche erstreckenden Reibbelag trägt.
Bei elektromagnetischen Kupplungen bzw. Bremsen wird der die Wicklung enthaltende Magnetkörper ent weder selbst mit der mit dem Anker zusammenwirken den Reibfläche ausgerüstet oder dem Magnetkörper ist eine sog. Stützscheibe unter Belassung enger Luftspalte vorgelagert, deren mit dem Anker zusammenwirkende Reibfläche die beiden entgegengesetzten Magnetpole bil det. Die beiden Pole des von dem Magnetkörper oder der Stützscheibe gebildeten Ringkörpers sind magne tisch durch etwa nierenförmige, nur schmale Verbin dungsstege belassende Aussparungen getrennt bzw. über eingefügte Stege bzw. nichtmagnetisierbare Einlagen mechanisch verbunden.
Bei den bekannten Ausführun gen laufen die an dem Ringkörper gebildeten beiden Polflächen ringförmig geschlossen durch. Für eine ord nungsgemässe Arbeitsweise von Reibungskupplungen bzw. -bremsen der eingangs umschriebenen Art ist es notwendig, die beim bestimmungsgemässen Gebrauch anfallende Wärme einwandfrei abzuführen. Ferner soll die mit dem Anker reibend zusammenwirkende, von verschiedenen Werkstoffen, d. h. dem Metall der Ma gnetpole einerseits und dem Reibbelag anderseits ge bildete Fläche auch nach längerem Gebrauch den vor gegebenen Verlauf beibehalten, d. h. in der Regel eben bleiben.
Beiden Forderungen genügen die bekannten Ausführungen mit ringförmig durchlaufenden Magnet polflächen nicht zufriedenstellend.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektromagnetische Reibungskupplung bzw. -bremse der eingangs umschriebenen Art zu schaffen, die in bezug auf die Belastbarkeit und die Beanspruchungen des Reibbelages auch ungewöhnlich hohen Anforderungen genügt.
Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass ein Magnetpol des Ringkörpers in in der Umfangsfläche freie Abstände aufweisende Polflächen aufgegliedert ist, zwischen denen sich der Reibbelag erstreckt.
Vorzugsweise bringt die Aufgliederung des dem An ker zugewandten Teiles des Ringkörpers am Anker auf einanderfolgend metallische Polflächen und Reibbelag flächen zur Anlage. Damit ergeben sich in bezug auf die Wärmeableitung bzw. -verteilung und den Verschleiss gegenüber den vorbekannten Ausführungen beachtlich günstigere Verhältnisse. Überdies werden auch die Be anspruchungen des Reibbelages verringert, so dass des sen Werkstoffauswahl freizügiger als bei den vorbe- kannten Ausführungen erfolgen kann.
In diesem Sinne wirkt sich auch günstig aus, wenn der Reibbelag auf grund der Aufgliederung der Magnetpole mit dem Ring körper verklammert wird, da er sich in der Belastungs richtung an den quer zu dieser verlaufenden Randteilen der die Polflächen bildenden Teile in der Reibungs ebene abstützen kann.
Die Erfindung lässt sich in mannigfaltigen Arten ver wirklichen. Dabei ist es fallweise empfehlenswert, den in Umfangsrichtung aufgegliederten Magnetpol zusätz lich in freie Radialabstände aufweisende Zonen zu glie dern, zwischen die sich der Reibbelag erstreckt. Damit lässt sich eine besonders wirkungsvolle mechanische Ab stützung des Reibbelages erzielen. Ausserdem ergeben sich in bezug auf die Grösse des übertragbaren Dreh momentes günstige Verhältnisse.
In der Regel wird es zweckmässig sein, die Pol flächen des Ringkörpers in Umfangsrichtung gegen einander versetzt anzuordnen, wobei die Versetzung sowohl in bezug auf die den ungleichnamigen Polaritä ten zugeordneten Polflächen als auch bei einer radialen Aufgliederung in Hinblick auf die gleichnamigen Pol flächen vorgesehen werden kann.
Ferner können die Polflächen zur Umfangsrichtung des Ringkörpers geneigt verlaufen. Sie können dabei
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laufen. Solche Ausführungen empfehlen sich insbeson dere dann, wenn alle Durchmesserbereiche des Ankers sowohl mit metallischen als auch mit zumindest im wesentlichen nichtmetallischen, d. h. vom Reibbelag ge bildeten Flächenteilen des Ringkörpers zusammenwirken sollen.
Ferner sind vorzugsweise Polflächen bildende Teile im Bereich ihrer Enden zur Bildung von insbesondere einen etwa entstehenden Reibgrat aufnehmenden Kam mern gegenüber dem Belag zurückgesetzt. Die Tiefe und vorzugsweise auch die sich in Umfangsrichtung er streckende Breite solcher Kammern wird dabei zweck mässig entsprechend einem Teilbetrag der Höhe der die Polflächen bildenden Teile gewählt. Die Tiefe entspricht zweckmässig etwa der zulässigen Verschleisshöhe.
Auf der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in Ausführungsbeispielen dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 als Teillängsschnitt eine schleifringlose elek tromagnetische Kupplung, Fig. 2 einen Schnitt II-II nach Fig. 1, Fig. 3 einen Teilschnitt III-III nach Fig. 2, Fig. 4-6 als Teilansichten Aufgliederungsmöglich- keiten der Polflächen eines Magnetkörpers,
Fig. 7 als Teillängsschnitt eine mit Schleifringen ausgerüstete elektromagnetische Kupplung, Fig. 8 als Teillängsschnitt eine elektromagnetische Reibungsbremse.
Die in Fig. 1 dargestellte Kupplung ist dazu be stimmt, eine Welle 10 bedarfsweise mit einem Zahn rad 11 zu kuppeln. Auf einem Ansatz 12 der Welle 10 ist durch zwei Wälzlager 13 ein Ringkörper 14 drehbar gelagert, dem fest ein aus magnetisierbarem Werkstoff bestehender Magnetkörper 15 angefügt ist, der einen U-förmigen Querschnitt hat und in seinem Ringraum eine Spulenwicklung 16 aufnimmt.
Auf einem weiteren Ansatz 17 der Welle 10 ist unter Vermittlung einer Passfeder 18 ein Ringkörper 19 drehfest gehalten, die mit einer von einer Stirnseite ausgehenden Ringnut 20 den Magnetkörper 15 mit geringem Radialspiel über greift. Die in der Fig. 1 linksseitige Stirnfläche des Ring körpers 19 ist in zwei Magnetpole gegliedert und trägt einen Reibbelag 21. Die Magnetpole 22 und 23 des Ringkörpers 19 sind bei der dargestellten Ausführung durch nierenförmige Aussparungen 24 im Grund der Ringnut 20 voneinander magnetisch getrennt, die zwi schen sich lediglich schmale Verbindungsstege 25 be lassen.
Mit der den Reibbelag 21 tragenden Stirnfläche der Stützscherbe 19 wirkt ein Anker 26 zusammen, dessen Nabe 27 drehfest und axial verschiebbar auf einen Träger 28 gehaltert ist, der drehfest das schon erwähnte Zahnrad 11 haltert und unter Vermittlung von Wälzlagern 29 auf der Welle 10 drehbar ist. Das Zahnrad 11 wird mit der Welle 10 drehfest gekuppelt, wenn der Anker 26 reibungsschlüssig gegen die den Reibbelag 21 tragende Fläche der Stützscheibe 19 an liegt.
Die reibungsschlüssige Anlage wird herbeigeführt, indem der Magnetkörper 15 und über die Luftspalte 30 und 31 die Stützscheibe 19 magnetisiert wird, wobei der magnetische Kreis durch den Anker 26 geschlossen wird, der sich dabei gegen die Stützscheibe mit Druck anlegt. Der Verlauf des im Einschaltzustand der Kupp lung gegebenen magnetischen Flusses ist in der Zeich nung angedeutet.
Wie schon erwähnt worden ist, sind im Reibflächen bereich der Stützscheibe 19 die beiden Polzonen durch die nierenförmigen Aussparungen 24 magnetisch von-
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ringförmig geschlossen durch, sondern sind in der Um fangsrichtung und gegebenenfalls zusätzlich radial auf gegliedert, wobei sich zwischen ihnen Teile des Reibbe lages 21 erstrecken. Gemäss Fig. 2 ist d. r im äusseren Umfangsbereich liegende Pol der Stützscheibe in Be reiche 32 und 33 aufgegliedert, die in radial versetzten Durchmesserzonen angeordnet sind, wobei überdies zwi schen in der Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden Pol bereichen jeder Durchmesserzone freie Abstände vor handen sind, in die sich der Reibbelag 21 erstreckt.
Der im inneren Bereich der Stützscheibe gebildete Pol ist sinngemäss in Polbereiche 34 und 35 gegliedert. Zur Aufnahme eines beim bestimmungsgemässen Gebrauch an den Polbereichen etwa entstehenden Reibgrates sind, wie insbesondere Fig. 3 zeigt, die quer zur Umfangs richtung liegenden Konturen der Polbereiche 32-35 zur Bildung von Kammern 36 zurückgesetzt.
Die Fig. 4 zeigt eine Ansicht des Ringkörpers 19 vor dem Einfügen des Reibbelages. Die Polbereiche sind daher wie beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2 mit 32-35 bezeichnet.
Fig. 5 zeigt in der Fig. 4 gleichender Darstellung eine abweichende Ausbildung. Hier ist auf eine radiale Aufgliederung der Polbereiche verzichtet, so dass die sich in der Umfangsrichtung mit freien Abständen er streckenden Polbereiche 37 und 38 je die gesamten mit dem Anker 26 zusammenwirkende Polbreiten er fassen. Nach Fig. 6 erstrecken sich schliesslich die Pol bereiche 39, 40 je zur Umfangsrichtung geneigt, wobei sie mit ihren Längen je die gesamte Breite der Pol flächen erfassen.
Bei der in Fig. 7 dargestellten Reibungskupplung sitzt auf der Welle 10 wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 unter Vermittlung von Wälzlagern 29 ein Träger 28 mit einem Zahnrad 11, der den Anker 26 axial verschiebbar und urdrehbar führt. Auf einem Teil 17 der Welle ist unter Vermittlung eines Ringes 41, der die Schleifringe 42 haltert, der Magnetkörper 15 mit der Wicklung 16 drehfest aufgenommen, wobei zwischen dem Ring 41 und dem Magnetkörper 15 ein Tragring 43 geschaltet ist.
Die dem Anker 26 zuge kehrte Stirnfläche des Magnetkörpers 15 ist mit vor ragenden Magnetpolbereichen und einem zwischen diese eingelagerten Reibbelag 21 ausgerüstet. Der Magnet körper trägt bei dieser Ausführung unmittelbar die nie renförmigen Aussparungen 24, die die Trennung der Magnetpole bewirken. Die Gliederung der mit dem An ker 26 zusammenwirkenden Stirnfläche des Magnet körpers 15 entspricht einer der Aufteilungen, die für den Ringkörper 19 nach den Fig. 1 bis 6 erörtert ist.
Bei der in Fig. 8 dargestellten Bremse ist die Welle 10 über ein Wälzlager 44 in einem feststehenden Teil 45 wie einer Gestellwand der Maschine drehbar ge führt und weist einen drehfest gehaltenen Träger 28 mit einem axial verschiebbaren Anker 26 auf. An der Gestellwand 45 ist durch Schrauben 46 eine Tragplatte 47 gehaltert, mit der durch Schrauben 48 der Magnet körper 15 verbunden ist. Die dem Anker 26 zugekehrte Stirnfläche des Magnetkörpers 15 ist in der Ausbildung nach Fig. 7 entsprechender Art gegliedert.
Sie weist also zur Reibfläche vorragende Polbereiche auf, die in der Umfangsrichtung freie Abstände haben und zwi schen die sich der Reibbelag 21 erstreckt.
Der Reibbelag lässt sich verschiedenartig herstellen und anordnen. Er könnte unmittelbar auf der zum Zu sammenwirken mit dem Anker bestimmten Stirnfläche des Ringkörpers um die als Rippen vorragenden Teile der Magnetpole geformt werden. Es ist jedoch auch möglich und in der Regel zweckmässiger, ihn selbstän dig mit gemäss den Polflächen gestalteten Aussparun gen fertigzustellen und anschliessend dem Ringkörper anzufügen.
Die dargestellten Ausführungen sind, wie schon er wähnt wurde, nur beispielsweise Verwirklichungen der Erfindung. Diese ist nicht darauf beschränkt. Es sind vielmehr noch mancherlei andere Ausführungen und Anwendungen möglich. Die Polflächenaufgliederung lässt sich den jeweiligen Anforderungen anpassen.