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Elektromagnetisch betätigte Scheibenreibungskupplung Die Erfindung
bezieht sich auf eine elektromagrietisch betätigte Scheibenreibungskupplung mit
mindestens einer auf der getriebenen Welle drehfest abei axial verschiebbar angeordneten
Reibscheibe, die zwischen eine durch Bolzen an dem auf der treibenden Welle angeordneten
Magnetkörper befestigte Gegendruckscheibe und eine durch Bolzen mit der Ankerscheibe
verbundene Druckscheibe greift.
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Es hat sich bei elektromagnetisch betätigten Scheibenreibungskupplungen
herausgestellt, daß Temperaturerhöhungen der Reibscheiben und der damit zusammenwirkenden
Teile, wie z. B. der Magnetkörper, verschiedene Auswirkungen, z. B. Verwerfungserscheinungen,
an diesen, insbesondere an den Druckscheiben, zur Folge haben. Die bisherige Art
der Befestigung bzw. Anordnung der genannten Teile ist starr gewesen. Dies hat zur
Folge, daß ein Rupfen der Kupplung in beiden Drehrichtungen eintreten kann; weiterhin
entsteht der Nachteil, daß eine frühzeitige Abnutzung der Kupplung erfolgt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zu schaffen,
den Verwerfungserscheinungen gerecht zu werden.
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Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß die Verbindungsbolzen
zwischen der Gegen druckscheibe und dem Magnetkörper ein begrenztes axiales und/oder
radiales Verschieben der Gegendruckscheibe zulassen.
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Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Verbindungsbolzen wird erreicht,
daß die verschiedenartigen Beanspruchungen und die dadurch bedingten Verformungen
der Kupplung, welche durch die Arbeitsbedingungen verursacht werden, aufgehoben
oder zumindest stark verringert werden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Verbindungsbolzen
- hierunter werden im Sinne der Erfindung alle Arten von stiftförmigen Verbindungsmitteln
verstanden - in an sich bekannter Weise jeweils paarweise in Ansätzen der
Gegendruckscheibe angeordnet.
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Eine Abwandlung der Erfindung besteht darin, daß die Verbindungsbolzen
in den Ansätzen eingeschraubt und mittels glatten zylindrischen Enden gegen die
Wirkung einer Feder im Magnetkörper axial verschiebbar sind. Hierdurch wird lediglich
eine Verschiebungsmöglichkeit in Richtung der Kupplungsachse geschaffen.
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Bei einer weiteren Ausführungsform greifen die Verbindungsbolzen durch
sich in radialer Richtung erstreckende Langlöcher der Gegendruckscheibe. Hierdurch
wird eine Verschiebemöglichkeit der Gegendruckscheibe in radialer Richtung geschaffen.
Weiterhin können die Ansätze neben einer Lagerung auf den Verbindungsbolzen über
Tangentialzungen mit dem Magnetkörper verbunden sein.
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Die Erfindung wird an Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele
erläutert. Es zeigt Fig. 1 einen Schnitt durch eine elektromagnetisch betätigte
Kupplung gemäß der Erfindung, Fig. 2 eine Ansicht einer Druckscheibe eines anderen
Ausführungsbeispiels der Kupplung gemäß der Erfindung, gesehen in Richtung der Pfeile
11-11 in Fig. 3,
Fig. 3 einen Schnitt durch die gleiche mit
dem Magnetkörper zusammengesetzten Druckscheibe, wobei der Schnitt nach der gebrochenen
Linie III-Ill in Fig. 2 geführt ist, Fig. 4 eine Teilansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels
der Kupplung gemäß der Erfindung, gesehen in Richtung der Pfeile IV-IV in Fig.
5 und Fig. 5 einen Teilschnitt in Abwicklung des in Fig. 4 gezeigten
Ausführungsbeispiels, wobei der Schnitt nach der gekrümmten Linie V-V in Fig. 4
geführt ist.
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Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführtingsform, die eine
Anwendung der Erfindung auf eine elektromagnetisch betätigte Kupplung, insbesondere
für Kraftfahrzeuge, darstellt, ist mit 10 der mit der An-
triebswelle
11 fest verbundene Magnetkörper der Kupplung bezeichnet, mit 12 die mit dem
Magnetkörper 10 drehfest verbundene, jedoch zum letzteren axial verschiebliche
Ankerscheibe, mit 13 und 14 die Druckscheiben, von denen die eine mit dem
Magnetkörper 10 und die andere mit der Ankerscheibe 12
fest verbunden
ist die dazu dienen, eine mit der
getriebenen Welle 11 a
drehfest verbundene Reibscheibe 15 zwischen sich zu klemmen.
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Die Mittel zur Befestigung der Gegendruckscheibe 13 am M-agnetkörper
10, die Mittel zur Befestigung der Druckscheibe 14 an der Ankerscheibe 12
und die Mittel, durch welche die Ankerscheibe 12 durch den Magnetkörper
10 zur Drehung mitgenommen wird, sind regelmäßig und abwechselnd am Umfang
der Kupplung so verteilt, daß eine wirksame Belüftung möglich ist, welche noch dadurch
verstärkt wird, daß die Reibscheibe 15 mit Flügeln ausgebildet ist.
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In Fig. 1, bei der die Schnittlinie gebrochen ist und durch
zwei Ansätze 16 für die Befestigung der Gegendruckscheibe 13 am Magnetkörper
10 verläuft, ist beispielsweise die Gesamtzahl der Ansätze 16 drei.
Jeder Ansatz 16 besitzt zwei Verbindungen mit dem Magnetkörper.
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Eine erste Verbindung, die am oberen Ende der Fig. 1 dargestellt
ist, weist einen Bolzen 17 auf, der bei 18 in den Magnetkörper
10 eingeschraubt ist. Eine zylindrische Fläche 19 des Bolzens befindet
sich mit Spiel in einer zylindrischen Bohrung 20 des Ansatzes 16, während
auf ein mit Gewinde versehenes Ende 21 des Bolzens eine Mutter 22 und eine Sicherungsmutter
23 aufgesehraubt sind. Neben dem Bolzen 17 übergreift der Ansatz
16 eine zylindrische Zentrierschulter 24, während die einander gegenüberliegenden
ebenen Flächen 25 und 26 des Ansatzes und des Magnetkörpers in der
Ausrückstellung der Kupplung sich in Abstand voneinander befinden und bei einem
bestimmten Zusammendrücken der Tellerfedern 32 der zweiten Verbindung in
Berührung kommen.
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Die zweite Verbindung ist am unteren Ende der Fig. 1 dargestellt
und weist eine Schraube 27 auf, die in den Ansatz 16 eingeschraubt
ist und auf die von außen eine Sicherungsmutter 28 aufgeschraubt ist. Im
Außenende der Schraube 27 ist ein Schlitz 29 vorgesehen, der zum Ein-
und Ausschrauben dient, während die Schraube 27 an ihrem anderen Ende durch
ein glattes zylindrisches Ansatzstück 30 von kleinerem Durchmesser verlängert
ist, das von der Schraube durch eine Schulter 31 getrennt ist. über das Ansatzstück
30 sind Tellerfedern 32 und Hartmaterialringscheiben 33 und
34 geschoben, welch letztere zu beiden Seiten der Tellerfedern 32 angeordnet
sind. Die Ringscheibe 33 ist in einer Ausnehmung 35 des Magnetkörpers
10 angeordnet, während die Ringscheibe 34 sich an der Schulter
31
abstützt.
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Die Muttern 22, 23, 28 und die Schraube 27 sind so eingestellt,
daß sich die Tellerfedern 32 gegen die Ringscheiben 33 und 34 ohne
Vorspannung abstützen.
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Beim Einrücken der Kupplung, wenn die von der Ankerscheibe 12 mitgenommene
Druckscheibe 14 die Reibscheibe 15 gegen die Gegendruckscheibe
13
drückt, hat diese das Bestreben, sich dem Magnetkörper 10 zu nähern,
wodurch die Tellerfedern 32
zusammengedrückt werden, welche die Progressivität
des Kupplungsvorgangs erhöhen.
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Die Anordnung ist so getroffen, daß der Luftspalt zwischen dem Magnetkörper
10 und der Ankerscheibe 12 niemals aufgehoben wird, selbst wenn die Tellerfedern
32 zusammengedrückt sind und die Flächen 25
und 26 miteinander
in Berührung treten. Es kann daher nach dem Zusammendrücken der Tellerfedern die
Veränderung des durch die Kupplung übertragbaren Drehmoments dadurch fortgesetzt
werden, daß der elektrische Strom, der den Magnetkörper 10
erregt, geregelt
wird. Die anfangs durch das Zusammendrücken der Tellerfedern 32 erhöhte Progressivität
des Kupplungsvorgangs wird dadurch verbreitert. Außer diesem Vorteil ermöglicht
die Aufrechterhaltung eines Luftspalts ein freies Auskuppeln, das nicht durch eine
Remanenzerscheinung verändert wird.
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In Fig. 2 und 3 sind Mittel dargestellt, welche dazu dienen,
der Gegendruckscheibe 13 eine freie radiale Verschiebung gegenüber dem Magnetkörper
10 zu ermöglichen.
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Jeder Ansatz 16 der Gegendruckscheibe 13 weist ein Rundloch
36 und ein radial gerichtetes Langloch 37 auf. ' Das Rundloch
36 umgibt mit einem Spiel einen in den Magnetkörper10 eingesehraubten Bolzen
38. Die Gegendruckscheibe 13 und der Magnetkörper 10 werden
in axialer Richtung durch eine Schraubenfeder 39 gegeneinander gedrückt,
die zwischen dem Boden 40 einer Erweiterung des Rundlochs 36 und einem verstellbaren
Abstützkopf 41 des Bolzens 38 eingespannt ist.
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Das Langloch 37 umgibt einen zylindrischen in den Magnetkörper
10 eingeschraubten Bolzen 42, dessen Durchmesser gleich der Breite des Langlochs
37 ist.
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Eine solche Anordnung gewährleistet eine zwangläufige Mitnahme der
Gegendruckscheibe 13 durch den Magnetkörper 10 zur Drehung sowie eine
unveränderliche, jedoch andererseits eine unabhängige Verschiebung der Gegendruckscheibe
13 und des Magnetkörpers 10 ohne gegenseitige Rückwirkungen. Die Anordnung
nach Fig. 2 und 3 kann mit den Mitteln zur Erhöhung der Progressivität, wie
sie beispielsweise in Fig. 1 dargestellt sind, vereinigt werden.
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In Fig. 4 und 5 ist eine Anordnung dargestellt, die ein freies
Verschieben der Gegendruckscheibe 13
ermöglicht und gleichzeitig die Progressivität
des Kupplungsvorgangs gewährleistet.
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In diesen Figuren bezeichnen 43 eine bei Drehung wirksame Verbindung,
die die Form von tangentialen Zungen zwischen dem Magnetkörper 10 und der
Ankerscheibe 12 hat, und 44 die Schraubenbolzen zur Befestigung der Ankerscheibe
12 an der Druckscheibe 14. Die Gegendruckscheibe 13 ist durch jede ihrer
drei Ansätze 16 mit dem Magnetkörper 10
mittels einer Tangentialzunge
45 verbunden, während zwischen dem Ansatz 16 und dem Magnetkörper
10
eine leicht gekrümmte als Feder wirkende Lamelle 46 angeordnet ist, die
durch einen Schraubenbolzen 46 a
an der Gegendruckscheibe 13 gehalten
ist.
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Der Ansatz weist ferner eine Bohrung 47 auf, die einen Bolzen 48 mit
Spiel umgibt. Der Bolzen 48 besitzt einen Abstätzkopf 49, ist am Magnetkörper befestigt
und dient gleichzeitig zur Befestigung für die Zungen 43.
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Die Wirkungsweise ist der in Verbindung mit Fig. 1
beschriebenen
analog. In diesem Fall stellen die Federn 46 die Progressivität des Kupplungsvorgangs
sicher, während die Zungen 45 und das Spiel zwischen der Bohrung 47 und dem Bolzen
48 die radiale Verschiebung der Gegendruckscheibe 13 ermöglichen.