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Die Erfindung betrifft eine schleifringlose elektromagnetisch betätigte
Lamellenkupplung mit einem mittels eines Wälzlagers auf einer treibenden Büchse
gelagerten ortsfesten ringförmigen Magnetkörper und mit vom magnetischen Kraftfluß
axial durchflutetem Lamellenpaket, das bei erregtem Magnetkörper durch die Ankerscheibe
an eine Gegendruckscheibe gepreßt wird.
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Aus der österreichischen Patentschrift 160 496 ist eine elektromagnetisch
betätigte Lamellenkupplung bekannt, deren Magnetkörper als umlaufendes Teil ausgebildet
is4 so daß die Erregerwicklung über Schleifkontakte erregt werden muß. Bei dieser
Ausführungsform durchsetzt der magnetische Kraftfluß das Lamellenpaket in axialer
Richtung und schließt sich -über den Magnetkörper, das Lamellenpaket, eine axial
verschiebbare Scheibe und eine koaxial dazu angeordnete, auf einer Welle aufgekeilte
Muffe. Durch die Speisung der Erregerwicklung über Schleifkontakte, die sich abnutzen
und nach einer gewissen Betriebsdauer ersetzt werden müssen, besteht bei dieser
bekannten Anordnung die Gefahr von Funkenbildung, was besonders in der Umgebung
von leicht brennbaren Stoffen nachteilig ist.
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Eine gleichfalls über Schleifkontakte gespeiste, elektromagnetisch
lüftbare Federdruck - Lamellenkupplung und Bremse beschreibt die deutsche
Patentschrift 1185 869, bei der zwischen Lamellenpaket und Erregerwicklung
eine Ankerscheibe angeordnet ist, die durch Federkraft die Lamellen aneinanderpreßt.
Zum Lösen der Kupplung wird die Ankerscheibe durch den sie durchsetzenden magnetischen
Kraftfluß vom Lamenenpaket weg in Richtung auf die Erregerwichlung verschoben. Abgesehen
von den nachteiligen Auswirkungen der Speisung über Schleifkontakte ist bei dieser
Ausführungsform der automatische Kupplungseingriff bei unbeabsichtigter Unterbrechung
des Erregerstromes unerwünscht, wenn sie als Kupplung verwendet werden soll. Außerdem
ist durch die wegen Abnutzung der Reibscheiben auftretende Änderung der Anpreßkraft
eine Nachstelleinrichtung erforderlich.
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Aus dem deutschen Gebrauchsmuster 1802 004 ist schließlich
eine schleifringlose, elektromagnetisch betätigte Lamellenkupplung bekannt. Bei
dieser Ausführungsforin ist zwischen dem auf einem Wälzlager gelagerten, ortsfesten
Magnetkörper und dem Lamellenpaket eine Leitscheibe und auf der gegenüberliegenden
Seite des Lamellenpaketes eine axial verschiebbare Ankerscheibe angeordnet. Bei
Erregung wird diese Ankerscheibe in Richtung auf die Erregerwicklung verschoben,
wobei der magnetische Kraftfluß, um sich zu schließen, zweimal das Lamellenpaket
durchsetzen muß, was dazu führt, daß diese Leitscheibe aus drei koaxialen Stücken
zusammengesetzt werden muß, nämlich aus einem nicht magnetischen Zwischenring und
je einem inneren und äußeren ferromagnetischen Ring. Der innere Ring ist
hierbei in axialer Richtung durch einen Fortsatz verlängert, der zwischen Erregerwieldung
und dem Innenschenkel des Magnetkörpers mit radialein und axialem Spiel eingreift.
Bei dieser Anordnung ist der Aufbau dieser Leitscheibe relativ kompliziert sowie
das radiale und axiale Spiel zwischen Leitscheibe und Magnetkörper schwIgrig ht,-rzustel#te,»'uiRd
im Betrieb aufrechtzuerhalten, insbesondere im Hinblick auf die verschiedenen Ausdehnungskoeffizienten
der einzelnen Teile. Durch die Anordnung der Leitscheibe mit radial verlaufendem
Luftspalt gegenüber dem Magnetkörper wird diese bei Erregung in den Magnetkörper
hineingezogen, weshalb ein Drucklager vorgesehen werden muß, um diese Axialkraft
aufzunehmen.
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Der Erfindung Regt im wesentlichen die Aufgabe zugrunde, eine schleifringlose
Lamellenkupplung, die auch als Bremse verwendet werden kann, bei einfachem Aufbau
der Einzelteile so auszubilden, daß die durch den magnetischen Kraftfluß in axialer
Richtung auftretende Kraft ohne die Verwendung eines Drucklagers apfgenommen werden
kann und die zwischen den einzelnen Teilen erforderlichen Luftspalten leicht hergestellt
und im Betrieb aufrechterhalten werden können.
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Diese Aufgabe wird nach der Erfindung bei einer Lamellenkupplung der
eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß die an der treibenden Büchse befestigte
Gegendruckscheibe auf der dem Magnetkörper abgewandten Seite des Lamellenpaketes
und die auf dem an der Büchse befestigten Zwischenring aus nicht magnetischem Material
axial verschieblich geführte Ankerscheibe mit kleinem radialem Spiel auf der dem
Magnetkörper zugewandten Seite des Lamellenpaketes angeordnet ist.
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Diese Anordnung ist insofern vorteilhaft, als der Gesamtaufbau der
Kupplung einfach ist und im magnetischen Kraftfluß nur, achsparallele Luftspalte
zwischen Teilen gleicher Beschaffenheit vorhanden sind, die leicht herzustellen
und trotz der Ausdehnung bei Erwärmung im Betrieb innerhalb der engen zulässigen
Grenzen gehalten werden können und vor allem keine axialen Kräfte zwischen dem Magnetkörper
und der treibenden Büchse auftreten lassen, so daß kein Drucklager verwendet zu
werden braucht.
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Eine beispielsweise Ausführungsforin wird nachfolgend an Hand der
Zeichnung näher erläutert, die . im
eine erfindungsgemäß ausgebildete, schleifringlose
elektromagnetisch betätigte Lamellenkupplung im Schnitt darstellt.
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Die auch als Bremse verwendbare Kupplung weist einen ortsfesten, ringförmig
ausgebildeten Magnetkörperl mit einer Erregerwicklung2 auf, der mit einem Stromzuführungskabe13
versehen ist. Dieser ortsfeste Magnetkörper ist mittels eines Kugellagers 4 auf
einer treibenden Büchse 5 aus magnetischem Werkstoff gelagert und gegen eine
Verschiebung in axialer Richtung bezüglich dieser Büchse festgelegt. Zwischen dieser
mit einer Bohrung 6 zur Aufnahme einer nicht dargestellten Welle versehenen
Büchse 5
und einer ringförmigen Verlängerung 1 b des Magnetkörpers
1 ist ein enger achsparalleler Luftspalt bzw. ein geringes radiales Spiel
7 vorhanden. Auf der Umfangsfläche der Büchse ist ein mit Keilnuten od. dgl.
versehener Zwischenring 8 aus nicht magnetischem Material und an der Stirnfläche
eine mit einer Anschlagfläche 10 versehene Gegendruckscheibe 9 aus
magnetischem Material befestigt. Auf dem Zwischenring 8 sind Lamellen
11 aus nicht magnetischem Material und eine Ankerscheibe 12 aus magnetischem
Material so angeordnet, daß sie in axialer Richtung verschiebbar sind, jedoch relativ
zum Zwischenring 8 keine Drehbewegung ausführen können. Die Ankerscheibe
12 ist hierbei zwischen dem Lamellenpaket und einem am Ende des Zwischenringes
8 auf der Seite des Magnetkörpers 1 angeordneten Anschlagring
8 a verschiebbar. Sie ist ferner innerhalb einer ringförmigen Verlängerung
la
des Magnetkörpers 1 so angeordnet, daß nur ein geringes
radiales Spiel 13 vorhanden ist. Die innenliegende Verlängerung
1 b des Magnetkörpers 1 ist in einem solchen Abstand von der
Ankerscheibe 12 angeordnet, daß die magnetische Streuung zwischen diesen beiden
Teilen gering ist und praktisch der gesamte die Verlängerung 1 b durchsetzende
magnetische Kraftfluß über den radialen Luftspalt 7 ver-läuft.
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Neben der treibenden Büchse 5, der Gegendruckscheibe
9 und dem Zwischenring 8 mit den Lamellen 11 und der Ankerscheibe
12 bildet eine Glocke 14 den zweiten umlaufenden Teil der Kupplung. Diese Glocke
14 weist in axialer Richtung vorstehende Klauen 15 auf, zwischen denen am
äußeren Umfang von Lamellen 16 aus magnetischem Werkstoff angeordnete Vorsprünge
gleiten können. Die einzelnen Lamellen 16 liegen zwischen den Lamellen
11, zwischen denen auch Federscheiben 17 so angeordnet sind, daß sie
diese auseinanderdrücken, wenn die Erregerwicklung 2 nicht erregt ist.
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In axialer Richtung weist diese Kupplung also nacheinander folgende
Hauptteile auf: Den Magnetkörper 1, den jenseits der Verlängerung
1 a des Magnetkörpers liegenden Abschnitt der verschiebbaren Ankerscheibe
12, das Lamellenpaket 11, 16, die Gegendruckscheibe 9 mit der Anschlagfläche
10 und die Glocke 14, deren Klauen 15 bis an die Stelle der Ankerscheibe
12 reichen. Zwischen einer Welle, auf der die Büchse 5 aufgezogen ist, und
einer an der Glocke 14 befestigten Welle kann somit diese Vorrichtung als Kupplung
wie auch als Bremse verwendet werden.
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Wird die Erregerwicklung 2 mit Gleichstrom erregt, so verläuft der
magnetische Kraftfluß entlang dem in der Zeichnung mit Pfeilen angedeuteten unterbrochenen
Linienzug, wobei der Magnetkreis so verfonnt wird, daß seine eigene Reluktanz abnimmt.
Diese Verformung besteht darin, daß die Ankerscheibe 12 von der Erregerwicklung
2 weg in axialer Richtung verschoben wird (während sie bei den bekannten Ausführungsformen
angezogen wird) und das Lamellenpaket 11, 16 gegen die Anschlagfläche
10 an der Gegendruckscheibe 9 gedrückt wird, so daß durch den Reibungseingriff
ein Moment zwischen den beiden Wellen übertragen wird.
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Vorteilhaft gegenüber bekannten Kupplungen dieser Art ist bei dieser
Ausführungsform insbesondere, daß die Luftspalte 7 und 13 radial liegen
bzw. achsparallel verlaufen, wodurch der sie durchsetzende magnetische Kraftfluß
keine axialen Kräfte auf die Kugellager 4 ausüben kann. Ferner durchsetzt der magnetische
Kraftfluß nur einmal das Lamellenpaket 11, 16, wodurch die einzelnen Lamellen
einfach gestaltet und daher sehr kräftig ausgebildet sein können. Die verschiebbare
Ankerscheibe 12 kann ein geringes Gewicht und damit eine geringe mechanische Trägheit
haben, so daß sehr kurze Ansprechzeiten erreicht werden können. Weiterhin ermöglicht
die Gestaltung und Anordnung der einzelnen Teile eine einfache Hersteffuna und eine
platzsparende Bauweise, und schließlich ist es nicht erforderlich, eine Nachstelleinrichtung
zum Ausgleich der Abnutzung der Lamellen vorzusehen.