DE1964311A1

DE1964311A1 - Elektromagnetisch betaetigbare Reibungskupplung

Info

Publication number: DE1964311A1
Application number: DE19691964311
Authority: DE
Inventors: Willi Schacher; Rudolf Schneider
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1969-12-23
Filing date: 1969-12-23
Publication date: 1971-07-01
Also published as: CH524080A; FR2073764A5; GB1277868A; US3712439A

Description

ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN Aktiengesellschaft Friedrichshafen

Elektromagnetisch betätigbare Reibungskupplung

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektromagnetisch betätigbare Reibungskupplung mit einem feststehenden mit einer Magnetspule versehenen Magnetkörper, zwischen dem und der Ankerscheibe eine drehbar gelagerte Leitscheibe angeordnet ist, und betrifft eine zweckmäßige f und vorteilhafte Ausgestaltung derartiger Elektrokupplungen.

Elektromagnetisch betätigbare Reibungskupplungen der vorgenannten Art mit einer oder mehreren Reibscheiben zur Übertragung eines Drehmomentes sind bereits*in einer großen Anzahl unterschiedlicher Ausgestaltungen bekannt und werden vielfach mit großem Erfolg verwendet. Zur Er- ;

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höhung des übertragbaren Drehmomentes wurde bei Einseheibenkupplungen bereits vorgeschlagen, in die Ankerscheibe und die Leitscheibe Ausnehmungen einzuarbeiten, um an diesen Bauteilen für die austretenden Kraftlinien mehrere Polflächen zu schaffen und die Anziehungskraft somit zu erhöhen. Der dazu notwendige Bauaufwand ist erheblich, dennoch kann diese bekannte Ausführung, da trotz allem Streuflüsse in den verbleibenden Stegen unvermeidbar sind, nicht allen Anforderungen gerecht werden. ,

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine elektromagnetisch betätigbare Reibungskupplung mit einem feststehenden mit einer Magnetspule versehenen Magnetkörper, zwischen dem und der Ankerscheibe eine drehbar gelagerte Leitscheibe angeordnet ist, zu schaffen, die nicht nur sehr einfach in ihrer Ausgestaltung ist, sondern bei der vor allem Streuflüsse nahezu ausgeschlossen sind, so daß bei geringem Bauaufwand und damit bei preisgünstiger und wirtschaftlicher Herstellung das übertragbare Moment wesentlich höher als bei vergleichbaren bekannten Ausführungen ist. .·... ...-, - .... ■ . . .

- _: ,, Gemäß der Erfindung wird dies bei einer Kupplung der vorgenannten Art dadurch erreicht _f daß die Änkersehei-

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be aus zwei konzentrischen, von einander getrennten Ringen gebildet ist, die gemeinsam mittels einer Ringfeder an einem anzutreibenden oder angetriebenen Bauteil befestigt sind, und daß zur Überbrückung des Luftspaltes zwischen den Ringen der Ankerscheibe und zur Führung der magnetischen, Kraftlinien die Leitscheibe mit einem magnetisch isolierten Einsatzteil versehen ist.

Zweckmäßig ist es hierbei, zur Befestigung der Ringfeder an den Ringen der Ankerscheibe diese mit einem oder mehreren axial gerichteten zapfenförmigen Ansätzen zu versehen, die nach dem Auflegen der Ringfeder nach Art einer Niete verstemmbar sind. Außerdem können die Ansätze der Ringe als Anschläge zur Begrenzung des Ankerscheibenhubes beim öffnen der Kupplung und zur Begrenzung der Vorspannung der Ringfeder ausgebildet sein. "

Der magnetisch isolierte Einsatzteil der Leitscheibe kann in sehr vorteilhafter Weise durch Einlegen von unmagnetischem Material als Stablot oder Korn in ein scheibenförmiges in sich gewelltes Werkstück, nachfolgendem Erhitzen des.Werkstückes und Freiarbeiten des unmagnetischen Lotes an den der Ankerscheibe zugekehrten Stirnflächen des Werkstückes gebildet werden.

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Um die an der Kraftübertragung beteiligte Fläche zu vergrößern und somit eine gute Wärmeabfuhr zu gewährleisten, ist es ferner dabei vorteilhaft, die Polflächen der Leitscheibe und die Stirnflächen des unmagnetischen Materials derart zu bearbeiten, daß diese Flächen in einer Ebene liegen* '

Des weiteren ist es angebracht, um eine gute Führung der magnetischen Kraftlinien zu gewährleisten, die Ringe der Ankerscheibe in dem dem unmagnetischen Material der Leitscheibe gegenüberliegenden Bereich mit in die Stirnflächen eingearbeitete Ausnehmungen und/oder mit Einlagen aus unmagnetischem Material zu versehen.

Eine gemäß der Erfindung ausgebildete elektromagnetisch betätigbare Reibungskupplung zeichnet sich nicht ^w nur durch einen einfachen und unkomplizierten Aufbau und damit durch niedere Herstellkosten, sondern vor allem durch eine hohe Betriebssicherheit und ein hohes übertragbares Moment aus. Dadurch, daß die Ankerscheibe aus zwei voneinander getrennten Ringen gebildet ist, die mittels einer Ringfeder gemeinsam an einem Bauteil befestigt sind, und da die Leitscheibe mit einem in sehr vorteilhafter Weise herzustellenden magnetisch isolierten Einsatzteil ausgestat-

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tet ist, werden nämlich an der Ankerscheibe und der Leitscheibe der Kupplung vier Polflächen geschaffen, so daß eine optimale Anzugskraft gegeben ist» Streuflüsse, durch die die Anziehungskraft und damit das übertragbare Moment gemindert wurden, können dabei fast nicht auftreten, da Verbindungsstege zwischen den Ringen der Ankerscheibe nicht vorhanden sind«

Außerdem wird in zuverlässiger Weise verhindert, da die Leitscheibe geschlossen ist und keine, wie dies bei den bekannten Ausführungen der Fall ist, nierenfÖrmigen Ausnehmungen aufweist, daß Abriebteile in den Spulenraum gelangen. Die Spulenisolierung kann somit nicht beschädigt werden, und es können sich keine Abriebteile in den Luftspalt zwischen dem Magnetkörper und der Leitscheibe, durch die ebenfalls die Funktion der Kupplung beeinträchtigt würde, absetzen. Vielmehr bewirkt die Maßnahme, die Leitscheibe mit einer durchgehenden glatten Fläche zu versehen, daß die anfallende Reibungswärme gilt abgeführt wird und daß sich durch den Abrieb des unmagnetischen Ma* terials an den Reibflächen ein dünner Belag bildet, der das Reibverhalten günstig beeinflußt. Die erfindungsgemäß ausgebildete elektromagnetisch betätigbare Kupplung gewährleistet somi-fc eine hohe Zugkraft und kurze Einschaltzeiten bei fertigungstechnisch günstiger Herstellung der

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einzelnen Bauteile und eine betriebssichere Funktion.

Weitere Einzelheiten der gemäß der Erfindung ausgebildeten elektromagnetisch betätigbaren Reibungskupplung sind dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel, das nachfolgend im einzelnen erläutert ist, zu entnehmen; Hierbei zesigt:

Fig. 1 eine schleifringlose Einscheibenkupplung zur reib schlüssigen Verbindung einer Welle mit einer Riemenseheibe im Axialschnitt, "'"..-..

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie■'11/II der

Fig. 1 mit teilweise ausgebrochenen Bauteilen,

Fig. 3 die Ankerscheibe und die Leitscheibe der Kupplung nach Fig. 1 vor der Endbearbeitung und

Fig. 4 die Bauteile nach Fig. 3 nach dem Einbau.

Die in Fig. 1 dargestellte und mit dem Bezugszeichen 1 versehene elektromagnetisch betätigbare Kupplung,

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durch die reibschlüssig/eine Welle 2 mit einer mittels eines Lagers 4 auf dieser drehbar angeordneten Riemenscheibe verbunden werden kann, besteht aus einem, an einem Gehäuse 5 angeschraubten Magnetkörper 11 mit einer eingesetzten Spule 12 sowie einer Leitscheibe 13 und einer Ankerscheibe 14. Die Ankerseheibe 14 ist hierbei, wie es insbesondere der Fig. 3 entnommen werden kann, aus zwei voneinander ge- ™ trennten konzentrischen Ringen 14' und 14'' gebildet, die gemeinsam mittels einer Ringfeder 15 an der Riemenscheibe 3 befestigt sind. Während zur Befestigung an der Riemenscheibe 3 Schrauben 16 vorgesehen sind, dienen zur Befestigung der Ringfeder 15 an den Ringen 14' und 14^tl der Ankerscheibe 14 an diesen angebrachte axial gerichtete Ansätze 17, die nach dem Auflegen der Ringfeder 15 nach Art einer Niete verstemmbar sind.

Zur Führung der magnetischen Kraftlinien, die sich gemäß der striehliert eingezeichneten Linie 20 ausbilden, ist der Ring 14· der Ankerscheibe 14 mit einer, zwischen den beiden Polflächen 21' und 22' angeordneten Eindrehung 18 ausgestattet» während der Ring 14'· mit einer Einlage 18· aus unmagnetischem Material zwischen den Polflächen 23' und 24» versehen ist. Außerdem ist die Ringfeder 15 mit nierenförmigen Ausnehmungen 19, um die ,Elastizität zu stei-

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gern, ausgestattet. Zur Überbrückung des zwischen den Ringen 1.4 · und 14^!l gebildeten Luftspaltes 25 dient ein magnetisch isoliertes Einsatzstück 31 * der Leitscheibe 13, deren Polflächen mit 21, 22, 23 und 24 bezeichnet sind.

Zur Herstellung der Leitscheibe 13 wird gemäß den Figuren 3 und 4 ein gewellter Formkörper 31 benutzt, in den unmagnetisches Material 33 in Form von Stablot oder Korn sowie ein Ring 32 eingelegt wird. Nach dem Erhitzen, wobei diese Teile fest miteinander verbunden werden, wird der Formkörper 31 an der der Ankerscheibe 14 zugekehrten Stirnfläche bearbeitet, so daß die Polflächen 21 bis 24 gebildet werden und das Einsatzstück 31' magnetisch isoliert ist. Der Formkörper 31 und das in diesen eingeschmolzene unmagnetische Material 33 werden dabei in der Weise bearbeitet, daß die Polflächen 21 bis 24 der Leitscheibe 13 und die Stirnflächen des unmagnetischen Materials 33 in einer Ebene liegen. An der Reibung ist somit die gesamte Stirnfläche der Leitscheibe 13 beteiligt, so daß die dabei anfallende Wärme gut abgeführt wird. Außerdem können sich die Abriebteile an den Polflächen absetzen, wodurch das Reibverhaiten günstig beeinflußt wird.

Wird die Magnetspule 12 erregt, so bildet sich ge-109 8 27 /0 66 k . /.

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maß der strichliert eingezeichneten Linie 20 ein magnetisches Kraftfeld aus, durch das die Ankerscheibe 14 nach rechts zu der Leitscheibe 13 hingezogen wird. Und da die Leitscheibe 13 fest mit der Welle 2 verbunden ist, wird bei einem Antrieb der Welle 2 die Riemenscheibe 3 mit dieser reibschlüssig verbunden, da die Ankerscheibe 14 drehfest mit der Riemenscheibe 3 in Verbindung steht. Beim Abschalten des Erregerstromes wird die Ankerscheibe 14 durch die vorgespannte Ringfeder 15 sofort nach links bewegt, und die Kupplung wird gelöst, wobei die Zapfen 17» durch die beim Vernieten der Ringfeder 15 deren Vorspannung einstellbar ist, als Anschlag zur Hubbegrenzung der Ankerscheibe 14 wirken.

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Claims

1364311 JK) Patentansprüche:

1.) Elektromagnetisch betätigbare Reibungskupplung mit einem feststehenden mit einer Magnetspule versehenen Magnetkörper, zwischen dem und der Ankerscheibe eine drehbar gelagerte Leitscheibe angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankerscheibe (14) aus zwei konzentrischen, voneinander getrennten Ringen (I4',i4^t!) gebildet ist, die gemeinsam mittels einer Ringfeder (15) an einem anzutreibenden oder angetriebenen Bauteil (3) befestigt sind, und daß zur Überbrückung des Luftspaltes (25) zwischen den Ringen (14' , 14'') der Ankerscheibe (14) und zur Führung der magnetischen Kraftlinien (20) die Leitscheibe (13) mit einem magnetisch isolierten Einsatzteil (31·) versehen ist.

2. Elektromagnetisch betätigbare Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Befestigung der Ringfeder (15) an den Ringen (I4^f, 14' '■) der Ankerscheibe (14) diese mit einem oder mehreren axial gerichteten zapfenförmigen Ansätzen (17) versehen sind, die nach dem Auflegen der Ringfeder (15) nach Art einer Niete verstemmbar sind»

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3« Elektromagnetisch betätigbare Reibungskupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansätze (17) der Ringe (14', 14'') als Ansehläge zur Begrenzung des Ankerscheibenhubes beim öffnen der Kupplung (1) und zur Begrenzung der Vorspannung der Ringfeder (15) ausgebildet sind.

4. Elektromagnetisch betätigbare Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetisch isolierte Einsatzteil (31') der Leitscheibe (13) durch Einlegen von unmagnetischem Material (33) als Stablot oder Korn in ein scheibenförmiges in sich gewelltes Werkstück (31), nachfolgendem Erhitzen des/Werkstückes (31) und Freiarbeiten des unmagnetischen Lotes an den der Ankerscheibe (14) zugekehrten Stirnflächen des Werkstückes (31) gebildet ist.

5. Elektromagnetisch betätigbare Kupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die PoIflachen (21 bis 24) der Leitscheibe (13J und die Stirnflächen des unmagnetischen Materials (33) in einer Ebene liegen.

6. Elektromagnetisch betätigbare Kupplung nach

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einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringe (14', 14¹⁴O' der Ankerscheibe (14) in dem dem unmagnetischen Material der Leitscheibe (13) gegenüberliegenden Bereich mit in die Stirnflächen eingearbeitete Ausnehmungen (18) und/oder mit Einlagen (18¹) aus unmagnetischem Material versehen sind.

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