DD266624A1 - Elektromagnetische reibungskupplung mit bremse - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektromagnetisch betaetigte Reibungskupplung mit Ankerscheibe und Bremse. Anwendungsmoeglichkeiten sind dort gegeben, wo eine exakte Trennung der Antriebskupplungsseite bei gleichzeitiger Bremsung der Abtriebsseite gefordert wird. Das trifft z. B. fuer solche Reibungskupplungen mit Bremsen zu, die an peripheren Einrichtungen im Zusammenhang mit der Industrierobotertechnik eingesetzt werden. Die Aufgabe besteht darin, eine spielfreie Verbindung zwischen der Antriebswelle und der auf der Welle axial beweglichen Ankerscheibe zu gewaehrleisten. Sie soll staendig auftretende stossartige Belastungen aufnehmen koennen. Erfindungsgemaess lagert zwischen den beiden Kupplungshaelften eine Membrane, die in ihrem Zentrum fest mit der Welle und mit ihrem Lappen fest mit der Ankerscheibe verbunden ist. Zwischen den beiden festen Verbindungsstellen lagern in der Ankerscheibe auf die Membrane wirkende Federn. Fig. 1

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendungsgebiet dor Erfindung

Die Erfindung betrifft eine elektromagnetisch betätigte Reibungskupplung mit Ankerscheibe und Bremse. Die Ankerscheibe ist an zwei Seiten mit einem Reibbelag versehen und in axialer Richtung auf der Wolle verschiebbar. Zwischen dem Spulenkörper dor Antriebswelle der Kupplung und der Ankerscheibe liegt 6lne Membran.

Anwendungsmöglichkeiten sind überall dort gegeben, wo eine exakte Trennung der Antriebskupplungssoite bei gleichzeitiger Bremsung der Abtriebsseite gefordert wird. Das trifft für solche Reibur gskupplungen mit Bremsen zu, die an peripheren Einrichtungen im Zusammenhang .-nit der Industrierobotertechnik eingesetzt werden. Auch bei der Übertragung von Drehmomenten bzw. Drehwinkeln an Manipulatoren, Dreh· und Kipptischen sind solche Reibungskupplungen mit Bremsen anwendbar. Auf der Abtriebsseito werden dabei bevorzugt rctationssymmetrische Bauteile bearbeitet, die durch entsprechende Vorrichtungen gespannt sind.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Bekannt ist eine elekt omagnetische Reibungskupplung oder uremse mit einer axial auf einer Welle federnd gelagerten Ankerscheibe. Zwiscr en der Ankerscheibe und dem Kupplungsflansch ist eine Membrane angeordnet, die mit der Ankorscheibo oder dem Kupplungsllansch verbunden ist. sieho: DE-OS 2353183, DE-AS 1625715 Diese hat den Nachteil, daß sie nur, entweder als elektromagnetische Reibungskupplung, oder als elektromagnetische Reibscheibenbremse einsetzhar ist.

Bekannt ist auch eine elektromagnetisch zu betätigende Einflächenkupplung mit Federdruckbremse, die das Kuppeln und Bremsen in sich vereint, Dabei wird die Errsgerspt'le durch Gleichstrom gespeist. Si« ist mit einer Ankerscheibe ausgerüstet, die je nach Schaltungszustand der Spule entweder an die Antriebskupplungsseite oder an den Bremsflansch der Abtriebsseito angepreßt wird. Die innenvorzahnte Ankerscheibe gleitet dabei axial auf einer außenverzahnten Welle. Siehe: Technische Information, K100.1.td.24 S. 7 vom VEB Elektromotorenwerk Dessau.

Um die axiale Verschiebbarkoit der Ankerscheibe auf der Welle zu gewährleisten, ist ein gewisses funktionsbedingto? Spiel zwischen außenverzahnter Welle und innonverzahnter Ankerscheibe erforderlich. Dieses Spi )l vergrößert sich, insbesondere bei schlagartiger wechselseitiger Belastung, sehr schnell. Dadurch können exakt vorgegebene Drehwinkel nicht angefahren werdon.

Bekannt ist auch eine Übertragungseinrichtung, die als Kupplung bei einem Magnetband oder Lo~hbandlesegera't eingesetzt wird. Dabei liegt ein flexibles rundes Blech einer Kupplungsplatte gogenüber. Der Rand des Bleches ist magnetisierbar. Bei Botrieb wird eine Schiene indiziert und gegen die Kupplungsplatte gedrückt. Dadurch wird die Übertragung des Drehmomentes von dor Antriebs-auf die Abtriebswelle gesichert, siehe: GB-PS 1331588

Diese Übertragungseinrichtung ist jedoch nur für die Übertragung sehr kleiner Momente, die z. B. bei Lochband'esegeräten auftreten, geeignet. Eine stabile Ankerscheibe, die in der Lage wäre, größere Momente zu übertragen, hat diese Einrichtung nicht.

Ziel der Erfindung

Ziel ist es, die Funktionstüchtigkeit der Reibungskupplung mit Bremse wesentlich zu erhöhen. Ein funktionsbedingtes Spiel welchos bei der Bewegung zwischen den Bauelementen der Reit'ungskupplung mit Bremse entsteht und sich bei wechselseitiger schlagartiger Belastung schnoll vergrößert, soll nicht zur Wirkung kommen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Aufgabe besteht darin, bei einer elektromagnetisch betätigten Reibungskupplung mit Bremse eine spielfreie Verbindung zwischen der Welle und der, auf der Welle axial beweglichen Ankerecheibe zu gewährleisten. Die Verbindung soll auch ständig auftretende stoßartige Belastungen aufnehmen können, ohne daß ein merklicher Verschleiß entsteht. Die zu übertragenen Drehmomente und Drehwinkel sollen auch bei Anwendung von Antriebe systemen mit Wegmeßsystemen exakt eingehalten werden.

Erfindungsgemäß wird bei einer Reibungskupplung mit Bremse deren Welle eine axial bewegliche Ankerscheibo hat und bei der zwischen don Kupplungshälften eine Membrane lagert, die Membrane In Ihrem Zentrum fest mit der Welle verbunden. Die Membrane hat in radialer Richtung Lappen, die mittels Befestigungselementen ebenfalls fest mit der Ankerscheibe verbunden sind. In der Ankerscheibe sind Krafterzeuger vorgesehen, die parallel zur Welle liegen und auf die Membrane wirken. Als Krafterzeugor können z. B. Federn oder Spulen, die von einor Gleichspannung beauflagt werden, eingesetzt werden. Die Ankerscheibo lagert gleitend auf der Wolle der Abtrlebssoite der Reibungskupplung mit Bremse.

Bei Erregung der Spule über dlo Schleifringe der Antriebskupplungsseite wird der Reibbelag der Ankerecheibe an den Reibring der angetriebenen Kupplungssoite gepreßt. Die Verbindung beider Kupplungsselten Ist hergestellt. Bei Abschaltung der Erregung derSpulon wird durch die Federn die Ankerscheibe axial auf der Welle verschoben. Die Membrane folgt dieser Bewegung. Durch den Reibbelag der Ankerscheibo wird die Verbindung mit dem Bremsflansch der Abtriobsseite hergestellt. Beide Kupplungshälfton sind getrennt,

Durch diese Reibungskupplung mit Bremse erfolgt eine spielfreie Übertragung des Drehmomentes von der Welle der Antriebsseite der Kupplung auf die' VeIIe der Abtriebsseite über die axial bewegliche Ankerscheibe. Bei Abschaltung der Erregung der Spulen wird durch < j Fodern die Ankerscheibe gegen den Bremsflansch gepreßt. Damit können Drehmomente bzw. bestimmte Drehwinkel von mit Wegmeßsystemen bestückten Antriebssystomen zur Positionierung an die Abtriebsseite übertragen werden. Die Übortragungsgonauigkelt weist einen hohen Grad auf.

Ausführungsbolsplol

Die Erfindung soll nachstehend an . inem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1: Einen Axialschnitt durch die elektromagnetische Reibungskupplung mit Bremse. Fig. 2: Eine Ansicht der Membrane und ihre Befestigung an der Ankorscheibe.

In der oberen Hälfte der Fig, 1 ist die Membrane im gespannten Zustand und in der unteren Hälfte im entspannten Zustand dargestellt.

Die linke Hälfte stellt die Anti iebsseito der Kupplung, die rechte Hälfte die Abtrieboseite der Kupplung dar.

Auf dor nicht positionierten Antriebswelle sitzt aufgekeilt der Spulenkörper 1. Im Spulenkörper 1 lagert die Spule 2, die über die Schleifringe 3 mit einer Gleichspannung beauflagt wird. Ferner trägt der Spulenkörper 1 den Reibring 4 mit dem Nachstellring 5 und dem Nachstellsegment 6. Auf der Abtriebsseite trägt die Welle 7 die Ankerscheibe 8. Mittels einer Paßbohrung in der Ankerscheibe 8 ist diese axial auf der Welle 7 verschiebbar, jedoch gegen Vordrehung nicht gesichert, Am vorderen Ende ist die Welle 7 abgesetzt; darauf lagert formschlüssig die Membrane 9 mit der Scheibe 10. Membrane 9 und Scheibe 10 sind fost miteinander verbunden.

Die Mombrane 9 hat in radiator Richtung Lappen 11 durch die Befestigungselemente 12 führen, die die Membrane 9 an der Poripherie fest mit der Ankerscheibe 8 verbinden. Die Reibbeläge 13 an der Ankerscheibe 8 sorgen für eine Verbindung je nach Schaltungszustand, entweder mit dem Reibring 4 an der Antriebsseite oder mit dem Reibring 14 am Bremsflansch 15 der Kupplung. In der Ankerscheibe 8 sind fei ner Federn 16 gelagert, die auf die Membrane 9 wirken.

Wird dio Spule 2 über die Schleifringe 3 mit einer Gleichspannung beauflagt, entsteht ein magnetisches Feld. Die magnetische Kraft zieht die axial auf der Welle 7 bewegliche Ankerscheibe 8 mit dem Reibbelag 13 an die Spule 2. Dabei werden die Federn 16 gespannt. Die Membrane 9 ist hierbei im spannungsfreien Zustand und eine spielfreie Übertragung des Drehmomentes Ist durch den Reibring 4 und den Reibbelag 13 der Ankerschiene 8 gewährleistet. Dieser Betriebszustand ist in der unteren Hälfte der Fig. 1 dargestellt. Ist die Spule 2 spannungslos, pressen die Federn 16 die Ankerscheibe 8 mit dem Reibbelag 13 gegen den Reibring 14 am Bremsflansch 15. Dabei wird die Membrane 9 in axialer Richtung verformt. Dieser Zustand Ist In der oberen Hälfte der Fig. 1 dargestellt.

Fig. 2 zelgi die Membrane 9 in der Ansicht. Im Zentrum hat die Membrane 9 und die Scheibe 10 eine Ausnehmung, die Her Absetzung der Welle 7 entspricht. In radialer Richtung hat die Membrane 9 Lappen 11; diese sind mit Befestlgungselen- onten 12 fest mit der Ankerscheibe 8 verbunden. Auf der Absetzung der Welle 7 lagert die Scheibe 10 mit der Membrane 9, dlo durch Schweißen mitoinander verbunden sind. Durch die Schraube 18, die sich in einer Gewindebohrung in der Stirnseite oer Welle 7 befindot und die Druckschraube 17 wird die Scheibe 10 mit der Membrane 9 fest auf die Welle 7 gedrückt. Dadurch er tstoht zwischen der Welle 7, der Membrane 9 und der Scheibe 10 oine form- und kraftschlüssige Verbindung.

Claims (2)

1. Elektromagnetisch betätigte Reibungskupplung mit Bremse, mit einer auf der Welle axial beweglichen Ankerscheibe, sowie einer zwischen den Kupplungshälft-jn liegenden Membrane, gekennzeichnet dadurch, daß die Membrane (9) im Zentrum fest mit dor Welle (7) und an der Peripherie fest mit der Ankerscheibe (8) verbunden ist und zwischen beiden festen Verbindungsstellen der Membrane (9), in der Ankerscheibe (8) angeordnete, axial auf die Membrane (9) wirkende Federn (16), vorgesehen sind.

2. Elektromagnetisch betätigte Reibungskupplung mit Bremse, nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Membrane (9) in radialer Richtung Lappen (11) hat, durch die Befestigungselemente (12) für die Verbindung mit der Ankerscheibe (8) führen.