DE2538494B2

DE2538494B2 - Elektromagnetisch betätigbare Reibscheiben-Kupplung oder -Bremse

Info

Publication number: DE2538494B2
Application number: DE2538494A
Authority: DE
Inventors: Egon Fuehrer; Reinhard 8941 Lauben Haering; Dieter Kleinert
Original assignee: Schultz Wolfgang E Dipl-Ing 8940 Memmingen
Current assignee: Schultz Wolfgang E Dipl-Ing 8940 Memmingen
Priority date: 1975-08-29
Filing date: 1975-08-29
Publication date: 1980-04-30
Also published as: DE2538494A1; US4090161A; DE2538494C3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektromagnetisch betätigbare Reibscheiben-Kupplung oder -Bremse mit einem aus einem Innen- und einem Außenpol bestehenden Polring mit stirnseitigen Polringflächen, an denen bei beaufschlagter Magnetspule ein Anker anliegt und in denen die Kraftlinien jeweils gleichgerichtet sind.

Bei einer Kupplung oder Bremse der vorstehend beschriebenen Art ist im angezogenen Zustand kein konstruktiv bedingter Arbeitsluftspalt mehr vorhanden. Die beiden ferromagnetischen, zueinander beweglichen Teile liegen im eingeschalteten Zustand aufeinander und reiben wenigstens zeitweise aufeinander.

Eine derartige Kupplung oder Bremse hat den Vorteil, daß wegen des fehlenden Luftspalts vergleichsweise hohe Anzugskräfte entstehen, was Voraussetzung für die Übertragung eines hohen Drehmomentes ist.

In der Regel wird zwischen der Innenpolfläche und der Außenpolfläche des Polrings ein Reibbelag angeordnet, der neben der magnetischen Trennung der beiden Pole die Aufgabe hat, einen möglichst hohen Reibungswert zu ergeben. Der Reibbelag soll dabei auch den Verschleiß der Polflächen in vertretbaren Grenzen halten. Die Reibfläche des Reibbelages liegt dabei im allgemeinen in der gleichen Ebene wie die Flächen des Außenpols und des Innenpols.

Sollen mit einer Kupplung oder einer Bremse der vorbeschriebenen Art hohe Drehmomente übertragen werden, ist es notwendig, die magnetisch wirksamen Polflächen möglichst groß zu halten, da dies die günstigsten magnetischen Verhältnisse ergibt. Es hat sich nun gezeigt, daß bei Kupplungen oder Bremsen dieser Bauart die anfänglich sehr günstigen Werte des übertragbaren Drehmomentes nur sehr kurzzeitig auftreten. Die Verschleißerscheinungen sind sehr stark. Es kommt zwischen den zusammenwirkenden Flächen auch zum Fressen und Kaltverschweißen. Die magnetisch so günstigen großen Abmessungen können daher nicht angewandt werden.

Bei bekannten Bauweisen wird daher in der Regel ein Kompromiß angestrebt zwischen einer ausreichenden Lebensdauer einerseits und einem begrenzten, übertragbaren Drehmoment andererseits.

In der DE-OS IS 64 311 ist eine elektromagnetisch betätigbare Reibungskupplung beschrieben, in der das Ziel verfolgt wird, das übertragbare Drehmoment zu erhöhen. Dabei werden die Kraftlinien zwischen dem Polring und dem Anker so geführt, daß diese den Arbeitsluftspalt insgesamt viermal überwinden.

Bei einer solchen Bauweise wird der Widerstand des magnetischen Kreises vergrößert Der Einfluß des Arbeitsluftspaltes auf diesen Widerstand wird verdoppelt Außerdem ergibt sich die Notwendigkeit, die Kraftlinien im Arbeitsluftspalt voneinander getrennt zu halten, also die Rächen in jeweils unterschiedliche Zonen aufzuteilen. Dies erfolgt durch Eindrehungen und

ίο durch Einlagen aus unmagnetischem Material. In der genannten DE-OS 19 64311 wird dazu ausgeführt, daß sich dadurch die Abriebteile an den Polflächen absetzen können, wodurch das Reibverhalten günstig beeinflußt werde. Offenbar sollen die Abriebteile Unebenheiten an den Polflächen verringern bzw. ähnlich wirken, wie eine Magnetpulverkupplung bekannter Ausbildung.

In der US-PS 33 07 669 sind im Anker radiale Schlitze vorgesehen, die im Bereich des Reibbelages zwischen dem Innenpol und dem Außenpol beginnen und die am Umfang des Ankers ausmünden. Mittels dieser Schlitze soll abgeriebenes Reibmaterial ausgetragen werden. Es besteht aber die Gefahr, daß diese Schlitze den VerschleiD vergrößern. Im Bereich des Innenpolrings haben die Schlitze keine Wirkung.

Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gemacht den oben erwähnten Kompromiß, der nicht immer befriedigt zu umgehen und eine Anordnung zu treffen, mit der es möglich ist, bei einer elektromagnetisch betätigbaren Reibscheiben-Kupplung oder -Bremse der eingangs

jo beschriebenen Art eine optimale Lebensdauer mit einem optimalen übertragbaren Drehmoment zu verbinden.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, daß bei einer Kupplung oder Bremse der eingangs beschriebenen Art mindestens eine der aneinander anliegenden Rächen durch mindestens eine Ringnut in mehrere zueinander konzentrische Ringfiächen aufgeteilt ist.

Die Erfindung geht von der Überlegung aus, daß der unerwünschte starke Verschleiß bzw. das Fressen oder Kaltverschweißen der Polflächen dadurch zustande kommt, daß die zusammenwirkenden Materialien, die in der Regel aus magnetischen Gründen aus dem gleichen oder einem zueinander ähnlichen Werkstoff bestehen, dadurch bedingt ist, daß losgerissene Späne oder auch andere Verunreinigungen bei zu großen Polflächen zu lange zwischen den aneinander anliegenden Rächen festgehalten werden und daher vergleichsweise lange ihre negative Wirkung äußern können. Werden nur sehr schmale Polflächen angewandt, werden losgerissene Partikel schnell weg-, insbesondere nach außen befördert und haben nur wenig oder auch gar keinen Einfluß auf die Lebensdauer. Infolgedessen wird es bei der Erfindung möglich, die Polflächen so groß zu halten, wie dies aus magnetischen Gründen optimal erscheint Es wird daher auch ein optimales Drehmoment übertragen, ohne daß die Lebensdauer dieserhalb beeinträchtigt wird.

Bei der Erfindung ergibt sich der besondere Vorteil, daß auf dem gleichen Prinzip auch verhältnismäßig große Kupplungen bzw. Bremsen möglich sind.

Es ist klar, daß die erfindungsgemäßen Vorteile schon dann erhalten werden, wenn nur eine der aneinander anliegenden Flächen durch eine Ringnut in konzentrisehe Ringflächen aufgeteilt wird. Je nach der Bauweise kann es sich empfehlen, mehrere Ringnuten anzuwenden.

Insbesondere empfiehlt es sich, daß die Fläche des

Innenpols mehr Ringnuten aufweist als die Fläche des Außenpols, da die Außenpolfläche wegen der größeren Durchmesser in der Regel ohnehin kleinere radiale Abmessungen besitzt

Im allgemeinen werden die Ringnuten im Sinne der Erfindung am Polring angeordnet werden. Sie können jedoch mit im wesentlichen gleichen Erfolg auch im Anker vorgesehen sein.

Bei einer Variante der Erfindung nehmen die Ring iut oder die Ringnuten einen Reibbelag auf, der dann, wie bei bekannten Kupplungen oder Bremsen auch, mit der entsprechenden Fläche des Ankers zusammenwirkt Der Reibbelag kann aber auch in einer Ringnut des Ankers vorgesehen werden.

Klarstellend wird bemerkt, daß Ringnuten an der Polfläche schon früher angewandt worden sind. Diese bekannten Ringnuten an der Polfläche haben aber die Funktion einer Begrenzung der wirksamen Polfläche, nicht jedoch die Funktion der Unterteilung der Polfläche in mehrere Ringflächen.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch eine elektromagnetische Kupplung und

F i g. 2 einen Schnitt durch eine elektromagnetische Bremse jeweils in erfindungsgemäßer Ausführung.

Die in der F i g. 1 dargestellte elektromagt etische luftspaltlose Kupplung ist eine schleifringlose Kupplung, d. h. die Spule 12 mit dem Anschluß 13 läuft nicht um, sondern ist im stillstehenden Spulenkörper 14 angeordnet, innerhalb dessen der rohrförmige Teil 15 des Polrings 16 angeordnet ist.

Der Polring 16 besteht im wesentlichen aus dem Außenpol 17 und dem Innenpol 18, und in der Außenpolfläche 1 ist die Ringnut 4 angeordnet, die die Außenpolfläche in die Ringfläche 7 und die Ringfläche 8 unterteilt

Die Innenpolfläche 2 weist im gezeigten Ausführungsbeispiel zwei Ringnuten 5 und 6 auf, so daß die konzentrischen Ringflächen 9,10 und 11 entstehen. Den Polflächen 1 und 2 gegenüber ist der Anker 3 angeordnet, der durch Niete 20 an der Feder 19 gehalten ist. Die Ausnehmung 21 dient der Aufnahme des Kopfes eines Niets zur Befestigung der Feder 19 an dem Bauteil, das den Anker 3 trägt

Der Magnetfluß verläuft bei beaufschlagter Spule 12 wie folgt Vom Spulenkörper 14 gehen die Kraftlinien in den rohrförmigen Teil 22 über und von dort in den Außenpol 17. Über die ringförmigen Flächen 7 und 8 treten die magnetischen Kraftlinien in den Anker 3 über und von dort über die ringförmigen Flächen 9,10 und 11 wieder in den Innenpol 18. Über die Lagerelemente 23 und 24 wird dann wieder der Spulenkörper 14 erreicht.

Zwischen dem Außenpol 17 und dem Innenpol 18 trägt der Polring 16 den Reibbelag 25 und der ringförmige Teil 26 dient zur mechanischen Verbindung, jedoch magnetischen Trennung zwischen dem Innenpol 17 und dem Außenpol 18.

Beim Ausführungsbeispiel nach der F i g. 2 ist der Spulenkörper 27 gleichzeitig Polring mit der Außenpolfläche 1 und der Innenpolfläche 2. Die Spule ist mit 28 bezeichnet.

Die Polflächenausbildung entspricht dem Ausführungsbeispiel nach der F i g. 2 und auch der Anker 3 besitzt die gleiche Funktion und Bauweise.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektromagnetisch betätigbare Reibscheiben-Kupplung oder -Bremse, mit einem aus einem Innen- und einem Außenpol bestehenden Polring mit stirnseitigen Polringflächen, an denen bei beaufschlagter Magnetspule ein Anker anliegt und in denen die Kraftlinien jeweils gleichgerichtet sind, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der aneinander anliegenden Flächen (1,2) durch mindestens eine Ringnut (4, 5, 6) in mehrere zueinander konzentrische Ringfiächen (7,8,9,10,11) aufgeteilt ist

2. Kupplung oder Bremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche des Innenpols (2) mehr Ringnuten (5,6) aufweist, als die Fläche des Außenpols (1).