DE4031508C2 - Elektromagnetisch betätigbare Kupplungs-/Bremskombination - Google Patents
Elektromagnetisch betätigbare Kupplungs-/BremskombinationInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine elektromagnetisch betätigbare Kupp
lungs-/Bremskombination nach dem Oberbegriff des Patent
anspruches 1.
Kupplungs-/Bremskombinationen dieser Art sind bekannt (DE 31 16
902 A1). Diese Bauarten, bei denen beiden axial der Ankerschei
be gegenüberliegenden Kupplungsteilen je ein Elektromagnet zu
geordnet ist, erlauben es in relativ einfacher Weise, eine mit
der Ankerscheibe verbundene Welle entweder über den Kupplungs
flansch mit einem Antrieb zu verbinden und dadurch die Welle
anzutreiben, oder mit dem Bremsflansch, der fest steht, in Ver
bindung zu bringen und dadurch die Welle abzubremsen. Wegen der
federnden Membranen arbeiten solche Bauarten auch mit kürzesten
Schaltzeiten, wie sie z. B. für den Einsatz in der Webmaschinen
industrie erforderlich sind.
Das Einsetzen des Abbremsvorganges setzt aber voraus, daß der
zugeordnete Elektromagnet eingeschaltet ist. Ist das nicht der
Fall, oder fällt die Stromzufuhr zum Elektromagneten aus, dann
kann eine Drehbewegung der Welle nicht ausgeschlossen werden.
Es gibt Maschinentypen, bei denen aus Sicherheitsgründen eine
Sicherheitsbremse angebracht werden muß, damit nach dem Still
setzen der Maschine und bei ausgeschalteter Magnetspule die
Maschinenwelle trotzdem festgehalten werden kann. Man hat dies
bisher dadurch gelöst, daß man der Welle eine Sicherheitsbremse
zugeordnet hat, die allerdings einen zusätzlichen Bauraum und
einen entsprechenden Herstellungsaufwand beansprucht hat.
Bei anderen Bauarten (DE-GbM 16 43 621) ist eine axial auf
einer Welle verschiebbare Kupplungsscheibe vorgesehen, die
durch Druckfedern dann, wenn ein Ringmagnet ausgeschaltet ist,
mit einer keilförmigen Reibfläche gegen einen Bremsflansch
drückt. Solche Kupplungen, die für Schwungradscheren oder
-pressen gedacht sind, sind wegen der relativ schweren
Kupplungsscheibe nicht für schnelle Schaltvorgänge und ins
besondere nicht für schnelle Wechsel zwischen Kupplungs- und
Bremsvorgängen geeignet.
Dies gilt auch für andere Bauarten (DD 2 66 624 A1), bei denen
zwar noch eine Membran vorgesehen ist, die aber nicht zur
freien Axialbewegung der Kupplungsscheibe, sondern dazu dient,
diese drehfest mit der Welle zu verbinden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei
einer Kupplungs-/Bremskombination der eingangs genannten Art
eine Sicherheitsbremse vorzusehen, ohne daß dazu zusätzlicher
Bauraum und eine zusätzliche Bremseinrichtung benötigt wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe werden bei einer elektromagnetisch
betätigbaren Kupplungs-/Bremskombination der eingangs genannten
Art die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 vor
gesehen.
Durch diese Ausgestaltung wird in einfacher Weise die der Kupp
lungs-/Bremskombination schon innewohnende Bremsfähigkeit auch
für die Sicherheitsbremse ausgenützt, ohne daß dazu ein geson
derter Bauraum notwendig wird. Die Halterung läßt sich un
mittelbar an der Nabe der Ankerscheibe festlegen.
In der älteren, aber nicht vorveröffentlichten DE 40 21 310 A1
werden zwar Membranen zur Lagerung der Kupplungsscheibe vorge
schlagen. Eine zusätzliche Beeinflussung der Membran durch
Druckfedern und einen Anlagering, der mit seinem äußeren Rand
auf die Membran drückt, ist dort nicht vorgesehen.
In Weiterbildung der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn die
Halterung als ein Haltering ausgebildet ist, der an der Nabe
angeschraubt ist. Schließlich kann in besonders einfacher Weise
der Haltering und der Druckring mit Aufnahmen für mehrere
gleichmäßig auf dem Umfang verteilte und die Druckfederanord
nung bildende Schraubendruckfedern versehen sein. Die neue
Ausgestaltung ermöglicht es auf
diese Weise, eine Kupplungs-/Bremskombination der eingangs ge
nannten Art gleichzeitig mit einer Sicherheitsbremse aus zu
rüsten, wenn das gewünscht wird. Da der Haltering mit der
Druckfederanordnung und dem Druckring als eine Baueinheit aus
gebildet werden kann, die an der Nabe der Ankerscheibe an
schraubbar ist, ist es auch möglich, eine solche Sicherheits
bremsanordnung nachträglich anzuschrauben oder sie mit der
Kupplungs-/Bremskombination zum Zweck eines späteren Anschrau
bens mitzuliefern.
Die Erfindung ist in der Zeichnung anhand eines Ausführungsbei
spieles dargestellt und wird im folgenden erläutert.
Die einzige Zeichnung zeigt dabei eine Darstellung einer erfin
dungsgemäß ausgestalteten Kupplungs-/Bremskombination, deren
obere Hälfte in einer Längsmittelebene aufgeschnitten ist.
Aus der Zeichnung ist erkennbar, daß die Kupplungs-/Brems
kombination aus zwei koaxial zueinander angeordneten Flanschen
(1 und 2) besteht, von denen der Flansch (1) ein in nicht näher
dargestellter Weise mit einer Antriebseinrichtung, beispiels
weise mit einem Riemenrad verbunden ist. Der Flansch (1) wird
daher im weiteren als Kupplungsflansch bezeichnet. Er ist mit
einer in seinem äußeren Bereich umlaufenden Vertiefung (3) ver
sehen, in die ein ortsfest angeordneter Elektromagnet (4) mit
seiner Halterung (5) hereinragt. Die Ausnehmung (3) umgibt die
Halterung (5) an allen Seiten mit einem Spalt, so daß eine
Drehung des Kupplungsflansches (1) gegenüber der Halterung (5)
und dem Elektromagneten (4) möglich ist.
Am Boden der Ausnehmung (3) ist der Kupplungsflansch (1) mit
unmagnetischem Material (6) versehen und er besitzt auf der dem
Elektromagneten (4) abgewandten Fläche (7) eine Reibfläche.
Etwa spiegelsymmetrisch zu dem Kupplungsflansch (1) aufgebaut
ist der Flansch (2), der im folgenden als Bremsflansch bezeich
net werden wird und der in ebenfalls nicht dargestellter Weise
entweder mit einem ortsfesten Teil verbunden wird und sich
daher nicht drehen läßt, oder mit einem Schleichganggetriebe in
Verbindung steht, das zum Beispiel eine Antriebsschnecke be
sitzt, die bei Stillstand des Schleichgangantriebes selbst
hemmend wirkt und bei eingeschaltetem Elektromagneten (9) daher
den Bremsflansch (2) ebenfalls an einer Drehung hindert. Der
Bremsflansch (2) besitzt ebenfalls eine umlaufende Ausnehmung
(3) und unmagnetische Einsätze (6). In seine Ausnehmung (3)
ragt eine Halterung (8) mit einem Elektromagneten (9) herein.
Der Bremsflansch (2) ist außerdem auf der vom Elektromagneten
(9) abgewandten Seite mit einer Reibfläche (10) versehen.
Koaxial zwischen Kupplungsflansch (1) und Bremsflansch (2) ist
die Nabe (11) für eine ringartige Ankerscheibe (12) angeordnet,
die ebenfalls spiegelsymmetrisch zu einer zwischen den
Flanschen (1 und 2) verlaufenden Symmetrieebene ausgebildet
ist. Die Ankerscheibe (12) besitzt auf ihren beiden Außenseiten
Reibflächen, die mit den Reibflächen (7 und 10) zusammenwirken
können, wenn die Ankerscheibe nach der einen oder anderen Seite
ausgelenkt ist.
Zwischen den beiden vernieteten Ankerscheiben (12a und 12b) be
findet sich eine Membran (13). Die Membran (13) ist weiterhin
an einem umlaufenden Flansch (14) der Nabe (11) drehfest
befestigt. Die Membran (13) ist in bekannter Weise so ausge
bildet, daß sie eine axiale Beweglichkeit der Ankerscheibe (12)
zuläßt, diese aber drehfest mit der Nabe (11) verbindet. Die
Nabe (11) wiederum kann auf eine nicht gezeigte Maschinenwelle
aufgesetzt werden.
Diese Maschinenwelle läßt sich daher mit der gezeigten Kupp
lungs-/Bremskombination entweder über den Kupplungsflansch (1)
antreiben, wenn der Elektromagnet (4) beaufschlagt ist, oder
über den Bremsflansch (2) abbremsen, wenn der Elektromagnet (9)
beaufschlagt ist. Um aber zusätzlich zu erreichen, daß die
Maschinenwelle auch dann aus Sicherheitsgründen festgelegt und
abgebremst bleibt, wenn der Elektromagnet (9) ausfällt oder
seine Stromzufuhr unterbrochen ist, ist an der Nabe (11) mit
den Schrauben (15) ein Haltering (16) angeschraubt, der mit
mehreren gleichmäßig auf seinem Umfang verteilten Ausnehmungen
(17) versehen ist, in denen jeweils eine Schraubendruckfeder
(18) gehalten ist. Jede dieser Schraubendruckfedern (18) drückt
auf einen Druckring (19), der axial beweglich an der Nabe (11)
gehalten ist und mit seinem äußeren Rand (20) auf die Membran
(13) drückt. Durch die Anordnung der Halterung (16) mit den
Druckfedern (18) und dem Druckring (19) wird daher die Anker
scheibe (12) fest gegen die Reibfläche (10) des Bremsflansches
(2) gedrückt, und zwar so, daß eine weitere Drehbewegung der
Nabe (11) und der damit verbundenen Antriebswelle verhindert
wird. Die Kraft der Druckfedern (18) wird dabei allerdings so
bemessen, daß sie nicht größer ist als die vom Elektromagneten
(4) auf die Ankerscheibe (12) bei einer Strombeaufschlagung
ausgeübte Anzugskraft, so daß die Funktion der Kupplungs-/
Bremskombination durch die Anordnung der Sicherheitsbremse
nicht beeinträchtigt wird. Dies macht in der Praxis keine
Schwierigkeit, weil die Elektromagnetkräfte ohnehin ausreichend
stark genug sind, um solche durch die Druckfedern (18) be
wirkten Andrückkräfte überwinden zu können.
Bei der gezeigten Kupplungs-/Bremskombination ist daher eine
Sicherheitsbremse unmittelbar in dem Gehäuse der Kupplung, d. h.
innerhalb des von der Kupplungs-/Bremskombination beanspruchten
Bauraum integriert. Die zusätzliche Anordnung einer Sicher
heitsbremse entfällt. Zusätzlicher Einbauraum wird überflüssig.
Es ist ohne weiteres möglich, nach dem Lösen der Schrauben (15)
diese Sicherheitsbremsanordnung von der Nabe (11) abzunehmen,
so daß die Kupplungs-/Bremskombination dann in herkömmlicher
Weise einsetzbar ist. Für alle Fälle aber, wo eine Sicherheits
bremse für die anzutreibende Welle notwendig ist, kann der
Haltering (16) mit den Schraubendruckfedern (18) und dem Druck
ring (19) zusätzlich angeschraubt werden. Er kann in der
Praxis, da sein Herstellungsaufwand verhältnismäßig niedrig
ist, als zusätzliches Anbauteil jeder Kupplungs-/Bremskombina
tion mitgegeben werden.
Claims (3)
1. Elektromagnetisch betätigbare Kupplungs-/Bremskombi
nation mit einer Ankerscheibe, die mit Hilfe einer federnden
Membran an einer Nabe zwischen axial gegenüberliegenden Reib
flächen von jeweils mit einem Elektromagneten versehenen Kupp
lungsteilen mit koaxial angeordneten Kupplungs- oder Bremsflan
schen drehfest aber axial frei beweglich gehaltenen ist und bei
Beaufschlagung eines der beiden Elektromagneten gegen die zuge
ordnete Reibfläche anziehbar ist, dadurch gekennzeichnet,
der Nabe (11) eine in Richtung der Bremsflansch-Reibfläche (10)
und auf die Membran (13) wirkende Federanordnung (18) zugeord
net ist, deren Andrückkraft geringer als die Axialkraft des dem
Kupplungsflansch zugeordneten Elektromagneten (4), aber ausrei
chend zur Festlegung der Ankerscheibe am Bremsflansch (2) ist,
daß die Federanordnung aus einer fest an der Nabe (11) angeord
neten Halterung (16) für eine Druckfederanordnung (18), die auf
der dem Bremsflansch (2) abgewandten Seite der Membran (13)
angeordnet ist und aus einem an die Ankerscheibe (12) anleg
baren, an der von der Halterung (16) abgewandten Seite der
Druckfederanordnung (18) vorgesehenen, axial frei beweglichen
Druckring (19) besteht, der mit einem äußeren Anlegerand (20)
versehen ist, der an der Ankerscheibe (12) oder an der Membran
scheibe (13) anlegbar ist.
2. Kupplungs-/Bremskombination nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Halterung als ein Haltering (16) aus
gebildet ist, der an der Nabe (11) angeschraubt ist.
3. Kupplungs-/Bremskombination nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß zumindest der Haltering (16) mit Aufnahmen
(17) für mehrere gleichmäßig auf dem Umfang verteilte und die
Druckfederanordnung bildende Schraubendruckfedern (18) versehen
ist.
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