DE2231500A1 - ELECTROMAGNETIC CLUTCH OR BRAKE - Google Patents

Description

"Elektromagnetisch betätigte Schaltkupplung oder Bremse Die Erfindung betrifft eine elektromagnetisch betätigte Schaltkupplung oder Bremse mit einem feststehenden Magnetkörper, einem axial feststehenden Kupplung oder Bremse flansch und einer Ankerscheibe, welche bei angeschalteteni Magnetkörper gegen den Flansch mittels einer unter Vorsprung eingebauter Übertragungsscheibe gehalten wird."Electromagnetic Clutch or Brake The Invention relates to an electromagnetically operated clutch or brake with a stationary one Magnetic body, an axially fixed coupling or brake flange and an armature disk, which when the magnet body is switched on against the flange by means of a protrusion built-in transmission disc is held.

Es sind elektromagnetisch betätigte Schaltkupplungen bekannt, bwi denen von einem feststehenden ringförmigen Magnet über rotierende Pole und eine Ankerscheibe ein Drehmoment übertragen wird.There are electromagnetically operated clutches known, bwi those of a fixed ring-shaped magnet over rotating poles and one Armature disk a torque is transmitted.

Bei einer bekannten Elektromagnetschaltkupplung (DD-PS 1 197 290) mit spielfreier Drehmomentübertragung wird die Ankerplatte von einer sinusförmig ausgebildeten Ringfeder unter Vorspannung an einen Kupplungsflansch angepreßt. Der wesentliche Nachteil dieser bekannten Ausbildung besteht darin, daß die Ringfeder einen verhältnismäßig starken Kraftanstieg hat und bei Drehmomentübertragung stark ausbeult und somit nur für geringe Drehmomente geeignet ist. Durch den starken Kraftanstieg der Feder muß der Kupplungsanker entsprechend der Abnützung häufig nachgestellt werden.In a known electromagnetic clutch (DD-PS 1 197 290) with backlash-free torque transmission, the anchor plate has a sinusoidal shape formed ring spring is pressed against a coupling flange under prestress. Of the The main disadvantage of this known design is that the annular spring has a relatively strong increase in force and strong when transmitting torque bulges and is therefore only suitable for low torques. Due to the strong increase in force the spring has to be readjusted frequently according to the wear and tear of the coupling anchor will.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine elektromagnetisch betätigte Schaltkupplung so auszubilden, daß eine möglichst große Drehmomentübertragung bei einem bestimmten Außendurchmesser und einer bestimmten Baulänge der Kupplung, und ein einwandfreier Rückzug der Ankerscheibe bei ausgeschaltetem Magnet und gleichzeitig spielfreier Drehmomentübertragung und Vorspannung der Ankerscheibe an das befestigte Maschinenantriebselement erzielt wird, wobei weiterhin eine gute Wärmeabfuhr insbesondere von den Innenteilen des Rotors zum Außenteil erreicht werden soll. Gleichzeitig soll der Rotor erheblich stabiler werden gegenüber den bisher bekannten Ausführungen mit Schlitzen.The object of the invention is to provide an electromagnetic to train actuated clutch so that the greatest possible torque transmission with a certain outside diameter and a certain length of the coupling, and a perfect retraction of the armature disk with the magnet switched off and at the same time backlash-free torque transmission and preload of the armature disk on the attached Machine drive element is achieved, with good heat dissipation in particular is to be achieved from the inner parts of the rotor to the outer part. Simultaneously the rotor should be considerably more stable compared to this the previously known Versions with slots.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Übertragungsscheibe als Tellerfeder mit einer Ringsicke ausgebildet ist, und daß die Ringsicke in einer entsprechenden ringförmigen Ausnehmung der Ankerscheibe angeordnet ist. Die Tellerfeder ist auf der Ankerscheibe so montiert, daß sie unter Vorspannung bis zum Flachdrücken anliegt. Zweckmäßig ist die Tellerfeder mit jeweils 3 Rieten oder Schrauben am Innenrand und am Außenrand mit Ankerplatte und Antriebselement verbunden. Die Schenkel des feststehenden Magnetkörpers können dabei labyrinthförmig in den ebenfalls labyrinthförmig ausgebildeten Polrotor eingreifen. Vorteilhaft sind die beiden Pole des Rotors durch eine magnetisch nicht leitende ringförmige Platte verbunden. Dabei kann die Tellerfeder auch einen Schlitz aufweisen um ein Verziehen zu verhindern.This is achieved according to the invention in that the transmission disk is designed as a disc spring with a ring bead, and that the ring bead in a corresponding annular recess of the armature disk is arranged. The disc spring is mounted on the armature disk in such a way that it is pretensioned until it is flattened is present. The plate spring with 3 rivets or screws on the inner edge is useful and connected at the outer edge to the anchor plate and drive element. The thighs of the fixed magnet body can be labyrinth-shaped in the likewise labyrinth-shaped Engage trained pole rotor. The two poles of the rotor are advantageous a magnetically non-conductive ring-shaped plate connected. The disc spring can also have a slot to prevent warping.

Die bisher bekannten Ausführungen hatten diese Platte nicht, statt dessen waren Schlitze eingestanzt oder eingefräst, die die Stabilität des Rotors stark verminderten und einen erheblichen Streufluß zuließen, der das Drehmoment der Kupplung stark absenkte.The previously known designs did not have this plate instead its slots were punched or milled, which the stability of the rotor greatly reduced and allowed a considerable leakage flux that the torque the clutch dropped sharply.

Die wesentlichen Vorteile dieser erfindungsgemäßen Ausbildung der Schaltkupplung lassen sich wie folgt zusammenfassen: Die besonders hohe Drehmomentübertragung bei vorgegebenen Platzverhältnissen wird durch eine besondere Senkung der magnetischen Widerstände im geschlossenen Magnetkreis erzeilt. Durch die besondere Verbindung der beiden Pole wird jeglicher Streufluß von Außenpol und Innenpol vermieden. In den Polflächen herrscht eine sehr hohe Kraftliniendichte. Der Rotor ist mechanisch erheblich stabiler und leistet den hohen magnetischen Verformungskräften in den Luftspalten mehr Widerstand gegen Verbiegen.The main advantages of this inventive training Clutch can be summarized as follows: The particularly high torque transmission If space is available, a special lowering of the magnetic Resistances in the closed magnetic circuit are produced. Because of the special connection of the two poles, any leakage flux from the outer pole and inner pole is avoided. In the pole faces have a very high density of force lines. The rotor is mechanical considerably more stable and supports the high magnetic deformation forces in the Air gaps more resistance to bending.

Diese Maßnahmen führen erfindungsgemäß dazu, daß die Kupplung ein schaltbares Drehmoment erreicht, welches doppelt so hoch wie bei vergleichbaren Kupplungstypen ist.According to the invention, these measures lead to the clutch being a switchable torque reached, which is twice as high as with comparable Coupling types is.

Weiterhin wird bei der erfindungsgemäßen Feder eine möglicht flache Federkennlinie bei verhältnismäßig geringer Kraft erzielt, so daß beim Anziehen des Magneten nicht zuviel Kraft verloren geht durch die Rückzugkraft der Feder und bei großem Abnützungsgegenstand die Federkraft nicht zu stark ansteigt.Furthermore, the spring according to the invention is as flat as possible Spring characteristic achieved with relatively little force, so that when tightening of the magnet not too much power is lost due to the retraction force of the spring and the spring force in the case of a large object of wear does not rise too much.

Die an sich bekannten radial- oder spiralförmig geschlitzten Tellerfedern haben den großen Nachteil, daß sie nicht für gleichzeitige Drehmomentübertragung verwendet werden können. Die bekannte Tellerfeder mitteilweise waagerechter Kennlinie mit einem Verhältnis HtS 2 lassen sich nicht ohne weiteres bei den geforderten niedrigeren Rückzugskräften der Anker scheibe verwenden, da hier infolge des großen Federweges im Vergleich zur Blechscheibedicke sehr schnell ein Umkippen der Peder erfolgt. Durch die ringförmige Sicke der erfindungsgemäß verwindeten Tellerfedern wird dieses Umkippen vermieden.The known per se radially or spirally slotted disc springs have the major disadvantage that they are not suitable for simultaneous torque transmission can be used. The well-known disc spring with a partially horizontal characteristic with a ratio of HtS 2 cannot easily be achieved with the required lower Use the retraction forces of the armature disc, as this is due to the large spring deflection Compared to the thickness of the sheet metal, the pedals tip over very quickly. This is due to the annular bead of the disc springs twisted according to the invention Avoid tipping over.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Erläuterung an einem Ausführungsbeispiel anhand der beigefügten Zeichnung.Further advantages of the invention emerge from the following Explanation of an exemplary embodiment with reference to the accompanying drawing.

In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 eine Schnittansicht durch einen Teil der elektromagnetisch betätigbaren Schaltkupplung mit befestigter Tellerfeder, Fig. 2 eine Draufsicht der Tellerfedern.In the drawing show: Fig. 1 is a sectional view by part of the electromagnetically actuated clutch with attached Disk spring, Fig. 2 is a plan view of the disk springs.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, befindet sich eine Tellerfeder 9 unter Vorspannung und ist mit Hilfe von drei Schrauben 10 an das Antriebselement angeschraubt. Diese Feder 9 drückt in dem gezeigten Zustand die Ankerscheibe 6 an das Antriebselement unter Vorspannung an. Wird nun der Strom eingeschaltet, so zieht das Magnetfeld die Ankerscheibe 6 von der Feder weg zu einem Reibbelag 7. Dabei kann dieser Vorspannungsweg über die gesamte Abnützungsbreite des Reibbelages 7 ausgenutzt werden. Gleichzeitig muß die Tellerfeder 9 das Drehmoment von der Ankerscheibe 6 über die drei Befestigungsschrauben zum Antriebselement übertragen. Infolge der kompakten Konstruktion der Tellerfeder mit einer ringförmig ausgeführten Sicke 17 erfolgt kein Verbeulen. Das Drehmoment wird spielfrei und auch bei starken Stößen übertragen.As shown in Fig. 1, a plate spring 9 is located below Preload and is screwed to the drive element with the help of three screws 10. In the state shown, this spring 9 presses the armature disk 6 against the drive element under tension. If the current is now switched on, the magnetic field pulls the armature disk 6 away from the spring to a friction lining 7. This preload path can can be used over the entire wear width of the friction lining 7. Simultaneously the plate spring 9 must apply the torque from the armature disk 6 via the three fastening screws transmitted to the drive element. As a result of the compact design of the disc spring with an annular bead 17 there is no denting. The torque is transmitted backlash-free and even with strong impacts.

Besondere Schwierigkeiten bereiteten bei Elektromagnetkupplungen die verschiedenen Wärmedehnungen von Innenpolring 1 und vom Außenpolring 3 sowie die Stabilität von Außenpolring gegenüber Innenpolring und der Streufluß im praktischen Betrieb.The electromagnetic clutches caused particular difficulties different thermal expansions of inner pole ring 1 and from the outer pole ring 3 as well as the stability of the outer pole ring compared to the inner pole ring and the leakage flux in practical operation.

Die Verbindung von Polinnenring 1 mit dem Polaußenring 3 erfolgt bei der erfindungsgemäßen Kupplung durch Verschweißen einer ringförmigen anti-magnetischen Stahlplatte 5. Durch diese Befestigungsart wird erreicht, daß ein Temperaturausgleich zwischen Polinnenring und Außenring stattfindet, daß der früher beschriebene Streufluß verhindert wird und daß der Polaußenring stabil mit dem Innenring befestigt ist und keine Verformung erfährt bei Montage oder beim Einschalten der hohen Kraftflüsse.The connection of the inner pole ring 1 with the outer pole ring 3 takes place at the coupling according to the invention by welding an annular anti-magnetic Steel plate 5. This type of fastening ensures that a temperature equalization is achieved takes place between the inner pole ring and outer ring that the previously described leakage flux is prevented and that the pole outer ring is firmly attached to the inner ring and there is no deformation during assembly or when the high power flows are switched on.

Claims (6)

Patentansprüche Claims E-lektromagnetischbetätigte Schaltkupplung oder Bremse, mit einem feststehenden Magnetkörper, einem axial feststehenden Kupplungs- oder Bremsflansch und einer Ankerscheibe, welche bei angeschaltetem Magnetkörper gegen den Flansch mittels einer unter Vorsprung eingebauter Übertragungsacheibe gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsscheibe als Tellerfeder (6) mit einer Ringsicke (17) ausgebildet ist, und daß die Ringsicke in einer entsprechenden ringförmigen Ausnehmung der Ankerscheibe angeordnet ist.Electromagnetically operated clutch or brake, with one fixed magnet body, an axially fixed clutch or brake flange and an armature disk which, when the magnet body is switched on, against the flange is held by means of a built-in under projection transmission disk, thereby characterized in that the transmission disc is a disc spring (6) with a ring bead (17) is formed, and that the ring bead in a corresponding annular Recess of the armature disk is arranged. 2. Schaltkupplung oder Bremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkel des feststehenden Magnetkörpers (1) labyrinthförmig in den ebenfalls labyrinthförmig ausgebildeten Polrotor (2, 3) eingreifen. 2. Clutch or brake according to claim 1, characterized in that that the legs of the fixed magnet body (1) in the shape of a labyrinth in the also Engage a labyrinthine pole rotor (2, 3). 3. Schaltkupplung oder Bremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Pole (2, 3) des Rotors durch Schweißung mit einem nicht magnetischen Material miteinander verbunden sind. 3. Clutch or brake according to claim 1, characterized in that that the two poles (2, 3) of the rotor by welding with a non-magnetic material are bonded together. 4. Schaltkupplung oder Bremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeihnet, daß die Tellerfeder (6) auf der Ankerscheibe so montiert ist, daß sie unter Vorspannung bis zum Flachdrücken anliegt.4. clutch or brake according to claim 1, characterized gekennzeihnet, that the disc spring (6) is mounted on the armature disk in such a way that it is pretensioned until it is pressed flat. 5. Schaltkupplung oder Bremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tellerfeder mit jeweils drei Nieten oder Schrauben am Innenrand und am Außenrand mit der Ankerplatte und dem Antriebselement verbunden ist.5. clutch or brake according to claim 1, characterized in that that the disc spring has three rivets or screws on the inner edge and three on the outer edge is connected to the anchor plate and the drive element. 6. Schaltkupplung oder Bremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tellerfeder einen Schlitz (18) aufweist.6. clutch or brake according to claim 1, characterized in that that the plate spring has a slot (18).