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Blektromagnetisch betätigbare Kupplung-Bremsanordnung für Werkzeugmaschinen,
Baumaschinen od.dgl. Die Erfindung bezieht sich auf eine elektromagnetisch betätigbare
Kupplung-Bremsanordnung für Werkzeugmaschinen, Baumaschinen od.dgle mit einer Kupplung
zur Koppelung zweier Wellen sowie einer vorzugsweise gleichachsig angeordneten,
durch Federkraft einschaltbaren, sich an einem ortsfesten Bauteil abstützenden Bremse
für eine der Wellen und betrifft eine zweckmäßige und vorteilhafte Anordnung einer
mit einer Bremse zusammenarbeitenden Kupplung in einem Getriebe.
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In Getrieben, insbesondere in Werkzeugmaschinengetrieben, werden vielfach
zur Schaltung der einzelnen Gänge elektromagnetisch betätigbare Kupplungen und Bremsen
verwendet, die oftmals in einem gemeinsamen. Getriebegehäuse eingebaut sind. Jede
der Kupplungen und Bremsen ist bei den bekannten Ausführungen mit je einem Magnetkörper
ausgestattet, so da.ß die Baugröße dieser Getriebe erheblich ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine elektromagnetzsch betätigbare
Kupplung-Bremsanordnung für Werkzeugmaschinen,
Baumaschinen od.dgl.
zu schaffen, die aus einer
Kupplung zur Koppelung zweier Wellen sowie
einer vorzugsweise gleichachsig angeordneten, durch Federkraft einschalt- ' baren
sich an einem ortsfesten Bauteil abstützenden Bremse für eine der Wellen zusammengesetzt
ist und die sehr klein baut und dennoch einen störungsfreien Betrieb gewährleistet.
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Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß zwischen den Übertragungselementen_der
Kupplung und der Bremse ein diesen gemeinsamer, mit einer Magnetspule versehener
Magnetkörper angeordnet ist, der auf beiden Stirnflächen je zwei Polflächen aufweist.
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Die der Bremse zugekehrten Polflächen des Magnetkörpers zur Unterbrechung
des. magnetischen Kraftflusses können dabei zweckinä$igerweise in der Rückwand des
Magnetkörpers durch Ausnehmungen oder durch Einsetzen eines unmagnetischen Werkstoffes,
beispielsweise durch Einsetzen eines unmagnetischen Zwischenringes od.dgl., gebildet
werden.
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Zur Betätigung der Bremse sind des weiteren Federn, beispielsweise
Tellerfedern od. Schraubendruckfedern, vorzusehen, die zwischen deren Druckplatte
und dem Magnetkörper angeordnet sind und sich unmittelbar an diesem abstützen.
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Eine gemäß der Erfindung ausgebildete elektromagnetisch betätigbare
Kupplung-Bremsanordnung zeichnet sich vor allem
durch eine sehr
kurze axiale Baulänge aus, da zwischen den Übertragungsgliedern der Kupplung und
der Bremse lediglich ein einziger Magnetkörper anzuordnen ist. Gegenüber den vor®
bekannten vergleichbaren Ausführungen kann somit bei der vorschlagsgemäßen Ausführung
ein Magnetkörper eingespart werden, so daß des weiteren auch eine wirtschaftliche
Herstellung gegeben ist.
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Mit der erfindungsgemäßen Maßnahme wird aber nicht nur eine günstige
Baugröße des Getriebes geschaffen, auch das Betriebsverhalten einer Kupplung-Bremsanordnung
gemäß der Erfindung, bei der lediglich ein Magnetkörper verwendet wird, ist erheblich
betriebssicherer und dessen Schaltzeiten sind erheblich kürzer als beiden bekannten
Ausführungen mit zwei Magnetkörpern. Wird nämlich der Erregerstrom der Kupplung
abgeschaltet, so bricht das magnetische Kraftfeld sehr rasch zusammen, da die Federkräfte
der Bremse dem magnetischen Kraftfeld und dessen Remanenz entgegenwirken, so daß
selbsttätig, ohne daß weitere Steuermittel erforderlich sind, sofort die Bremse
eingerückt und das mit dieser verbundene Bau- 4 teil. abgebremet wird. Betriebsstörungen,
die bisher bei der Synchronisation durch elektrische Schaltstörungen auftraten.,
sind somit nahezu ausgeschlossen.
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Weitere Einzelheiten der gemäß der Erfindung ausgebildeten elektromagnetisch
betätigbaren Kupplung-Bremsanordnung sind einem in der Zeichnung dargestellten AusfÜhrungsbeiapiel
zu entnehmen.
Die hierbei im Aaialschnitt gezeigte und mit Vbezeichnete
Kupplung-Bremeanordnung besteht aus einer Kupplung 2 und einer Bremse 3, die auf
den mittels eines Wälzlagers 29 drehbar aufeinander gelagerten Wellez4 und 5 beiderseits
eines gemeinsamen mit einer Magnetepule 7 versehenen Magnetkörpers 6 angeordnet
sind. Die Kupplung 2 ist als hamellenkupplung ausgebildet, und zwar dienen dazu
die Außenlamellen 15, die in dem mit dem Magnetkörper 6 fest verbundenen Außenmitnehmer
13 geführt sind, und die Innenlamellen 16, die in die auf der Welle 5 angebrachte
Verzahnung 14 eingreifen, sowie eine Ankerscheibe 17. Bei Anschluß der Magaetspule
7 des Magnetkörpers 6 an einen Stromkreis, z.8. mittels einer in dem Gehäuse 18
eingesetzten Stromzuführungsbürste 19 und einem Schleifring 20, wird die Ankerscheibe
17 durch die an den der Kupplung 2 zugekehrten Polflächen 9 und 10 austretenden
magnetischen Kraftlinien angezogen, so daß über die Lamellen 15 und 16 eine kraftschlüssige
Verbindung zwischen den Wellen 4 und 5, da der Magnetkörper 6 drehfest'auf der Welle
4 gelagert ist, hergestell o wird.
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| Auch die Bremse/ist als Reibungsbremse ausgebildet, |
wobei deren Außenlamellen 23 von einem an dem Gehäuse 18 angeschraubten und als
Widerlager dienenden Außenmitnehmer 21 gehalten werden, während die Innenlamellen
24 der Bremse 3 von der auf der Welle 4 angebrachten Verzahnung 22 mitgenommen werden.
Zur Erzeugung eines Kraftschlusses zwischen den Lamellen 23 und 24 ist hierbei eine
Druckscheibe 25
vorgesehen, auf die sich am Magnetkörper 6 abstützende
Federn 28 einwirken. Um den Luftspalt zwischen*der Druckscheibe 25 und dem Magnetkörper
6 möglichst klein zu halten, sind die Federn 28 in Ausnehmungen 26 und 27 der Druckscheibe
25 bzw. des Magnetkörpers 6 eingesetzt.
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Außer mit den der Kupplung 2 zugekehrten Polflächen 9 und 10 ist der
Magnetkörper 6 mit zwei weiteren Polflächen 11 und 12 versehen, von denen die magnetischen
Kraftlinien in die Druckscheibe 25 übertreten können. Zur Bildung der Polflächen
11 und 12 ist in der Rückwand des Magnetkörpers 6 ein unmagnetischer Zwischenring
8 eingesetzt. Es ist aber auch möglich, zu dem gleichen Zweck in die Rückwand des
Magnetkörpers 6 Ausnehmungen einzuarbeiten, durch die die magnetischen Kraftlinien
gezwungen werden, in die Druc$-scheibe 25 überzutreten.
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Wird bei der dargestellten Kupplung-Bremsanordnung, wobei als elektromagnetisch
betätigbare Kupplung auch eine schleifringlose'Ausführung mit feststehendem Magnetkörper
vorgesehen werden kann, der MagnetaPule 7 Erregdrstrom zugeführt, so wird die Ankerscheibe
17 der Kupplung 2 durch die sich ausbildenden magnetischen Kraftlinien nach rechts
gezogen und es werden dadurch die Lamellen 15 und 16 zusammengepreßt, so daß, wie
es bereits beschrieben wurde, die Wellen 4 und 5 kraftschlüssig miteinander gekuppelt
sind. Außerdem wird dabei die Druckscheibe 25 entgegen der Kraft der federn 28 ebenfalls
zum Magnetkörper 6, und zwar nach links hingezogen. Die Lamellen 23 und 24 der Bremse
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werden, da auf sie die Kraft der Federn 28 nicht mehr einwirkt,
voneinander abgehoben und die Welle 4 wird an einer Verdrehung nicht mehr gehindert.
Beim Ausschalten des Zrregerstromes dagegen lösen sich die Damellen 15 und 16 der
Kupplung 2 und die Bremse 3 wird sofort eingerückt, so daß die Welle 4 unmittelbar
danach stillgesetzt wird. Die Schaltzeiten, die bei der selbsttätigen Umschaltung
zur Abbremsung der Welle 4 erforderlich sind, sind äußerst kurz, da keine weiteren
Steuermittel benötigt werden und das magnetische Kraftfeld beiderseits des Magnetkörpers
6 unterbrochen wird.