DE699037C - Kohleschleifbuerste fuer eine elektromagnetische Kupplungsanordnung - Google Patents

Description

Die- vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kohleschleifbürste für eine elektromagnetische Kupplungsanordnung, die aus einem ölgeschmierten Getriebe und elektromagnetischen Kupplungen besteht, die in ein Gehäuse eingebaut sind. Dabei ist der bewegliche Magnetteil der Kupplungen "auf der Antriebswelle des Getriebes befestigt, und die Stromzuführung zur Wicklung dieses Magnetteil es erfolgt über einen im Gehäuse vorgesehenen Bürstenhalter mit im ^Halter beweglicher Kohlebürste und über einen auf der ■ Wellennabe des beweglichen Magnetteiles isoliert befestigten Schleifring. Anordnungen dieser Art werden vorzugsweise bei Kraftfahrzeuggetrieben verwendet. Dementsprechend hat der Betriebsstrom für die Kupplung eine Spannung von z. B. 12 bis 24 V. Es hat sich hierbei als schwierig erwiesen, eine zuverlässige Stromzuführung zu erreichen, da bei zu niedrigem Anpreßdruck der Bürsten sich zwischen diesen und dem Schleifring eine isolierende Ölschicht bildet. Wird der Anpreßdruck aber erhöht, so steigt die Abnutzung der Bürste erheblich.

Erfindungsgemäß werden diese Schwierigkeiten dadurch beseitigt, daß die Kohlebürste röhrenförmig und nach der Schleiffläche hin trichterförmig ausgespart ist' und daß der Bürstenhalter aus einer Metallbuchse besteht, die oberhalb der Bürste radial angeordnete Öffnungen besitzt, durch die bei Drehung des beweglichen Magnetteils Getriebeöl in die hohle Bürste gelangt.

Durch diese Anordnung wird eine zuverlässige Zuführung des Stromes bei verhältnismäßig geringer Abnutzung der Bürste sichergestellt. Denn wegen der Röhrengestalt der Bürste ergibt sich eine ringförmige Berührungsfläche, de'ren Breite sich· auf etwa ι mm beläuft. Erfahrungsgemäß tritt hierbei eine Ölmenge aus, die den Kohlenstaubschlamm wirksam fortspült und bei wesentlicher Herabsetzung der Reibung den Stromübergang doch nicht zu stark behindert. Wegen der geringen Breite der ringförmigen Berührungsfläche genügt der Druck auf. die Flächeneinheit durch die hinter der Bürste angeordnete Feder einerseits, um den Übergangswiderstand genügend klein, und andererseits die Abnutzung der Bürste in zulässigen Grenzen zu halten. Die Bürstenfläche auf der auflaufenden Seite des Schleifringes übt eine schabende Wirkung aus, wodurch die Verunreinigungen zurückgehalten werden. Gleichzeitig kann sich infolge der geringen Breite der Berührungsfläche kein Schlamm, bestehend aus Kohlenstaub und öl, unter der Bürste festsetzen. Dadurch würde' sich nämlich der Widerstand beträchtlich erhöhep, was bei Berücksichtigung der geringen Betriebsspannung unerwünscht ist. '-'

An sich ist die hohle Ausbildung von Stromzuführungsbürsten bekannt, z. B, zum

Zweck, durch den Hohlraum der Bürste den sich bildenden Kohlenstaub von der Schleifringoberfläche abzusaugen. Auch ist es bekannt, zum Zwecke der Schmierung die Bürste porös auszuführen und das Schmiermittel, durch das poröse Innere der Bürste zuzuleiten. Die auf diese Weise zuzuführenden Ölmengen sind aber so gering, daß sie den Kohlenstaubschlamm nicht fortzuspülen vermögen.

ίο Die Erfindung ist an Hand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung veranschaulicht. In dieser zeigen

Fig. ι einen senkrechten, in Achsenrichtung verlaufenden Teilschnitt durch das Getriebe mit im Aufriß veranschaulichter Bürste,

Fig. 2 eine in größerem Maßstab gehaltene Teilansicht der Fig. r mit im Schnitt dargestellter Bürste und

Fig. 3 die Bürste für sich allein herausgezeichnet im- Längsschnitt.

Das insbesondere für den Einbau in Kraftwagen bestimmte Getriebe besteht aus einem Gehäuse 1, in das die Antriebswelle 2 hineinragt. Auf dieser ist eine Scheibe 21 mit einem ringförmigen Kranz 4 aufgekeilt, in den eine Magnetwicklung 10 eingelassen ist. Der Kranz 4 dient als elektromagnetischer Kupplungsring, der bei Erregung einen axial verschiebbar gelagerten Ankerring 3 anzieht und diesen dann durch Reibung mitnimmt. "Der Ankerring 3 kann aber auch von einem am Gehäuse ι befestigten ringförmigen Elektromagneten 5 mit der Wicklung 8 angezogen werden.

Der Ankerring 3 sitzt an einer Scheibe, deren Nabe einen Zahnkranz trägt, der das innere Sonnenrad eines Planetenradgetriebes darstellt. Das äußere Sonnenrad7 wird von einem Zahnkranz gebildet, der von einem auf der Welle 2 gelagerten Getriebeteil getragen wird. Dieser Getriebeteil ist seinerseits durch weitere Planetenräder mit der Antriebswelle verbunden. Die Planetenräder 6 sitzen an einem Träger, der ebenfalls auf der .Welle 2· aufgekeilt ist und auf dessen Nabe sich das mit dem Anker 3 aus einem Stück bestehende innere Sonnenrad drehen und verschieben kann. Wird die Wicklung 8 erregt, während die Wicklung 10 stromlos ist, so steht das innere Sonnenrad fest. Der mit der Antriebswelle 2 umlaufende Planetenradträger treibt daher das äußere -Sonnenrad 7 mit entsprechender Geschwindigkeit an. Ist. aber die Wicklung 10 erregt und die Wicklung.8 stromlos, so laufen der Planetenradträger 7 und das innere Sonnenrad mit gleicher Geschwindigkeit um, so daß ein Abwälzen der Planetenräder 6 nicht erfolgen kann. Das äußere Sonnenrad 7 wird dann mit der Drehzahl der Antriebswelle 2 mitgenommen. Die Stromzuführung zur Wicklung 8 erfolgt durch feste Anschlüsse 9, während die Stromzuführung zu den umlaufenden Elektromagneten über Schleifring und Bürste erfolgen muß. ■:.. Das eine Ende der Wicklung 10 ist zu ^.,(itfesem Zweck mit dem Ring 4 leitend verbünden, während das andere Ende durch eine isolierte Leitung 10' mit einem Schleifring 11 verbunden ist. Dieser ist auf der Nabe des scheibenförmigen Elektromagneten mit dem Kranz 4 befestigt, dieser gegenüber aber isoliert und kegelförmig ausgebildet, so daß Spritzöl unter der Fliehkraftwirkung auf seinem Umfang mit Bezug auf Fig. 1 nach · links abfließt. An der Umfangsfläche des Schleifringes Ii liegt die Bürste 12 an. Diese besteht, wie die Fig. 2 und 3 zeigen, aus einem rohrförmigen Körper aus dem üblichen Stoff, z. B. einer Mischung von Kupfer und Kohle, dessen Innenbohrung 16 nach dem unteren Ende hin trichterförmig erweitert ist. Auf diese Weise entsteht eine ringförmige Fläche 16', mit der sich die Bürste an den Umfang des Schleifringes 11 anlegt. Der rohrförmige Körper 12 ist längs verschiebbar in dem unteren Ende einer aus Metall bestehenden Buchse 13 geführt, deren oberes Ende ein Innengewinde zur Aufnahme einer Stellschraube 18 trägt. Zwischen dieser Stellschraube und dem rohrförmigen Körper 12 ist eine Schraubenfeder 17 ■ eingesetzt, deren Spannung durch die Stellschraube geregelt werden kann und die ihrerseits die Bürste 12 an den Schleifring 11 andrückt. Ein stabförmiger Ansatz der Schraube 18 ragt in die Feder 17 hinein und dient dazu, deren Windungen zu führen.

Die Buchse 13 wird an ihrem oberen und unteren Ende von Buchsen 14 und 14' aus Isolierstoff gehalten. Die Buchse 14' ist in ein Auge des Gehäuses 1 eingesetzt, während die Buchse 14 in der Bohrung eines ringförmigen Flansches 19 sitzt, der mit dem Gehäuse ι aus einem Stück besteht und dazu dient, den Schleifring 11 abzudecken und so gegen Spritzöl zu schützen. Ein ringförmiger Flansch 20 ist an der den Magnetkranz 4 tragenden Scheibe 21 vorgesehen und mit einer zum Abschleudern von Spritzöl dienenden Schneide versehen, die so dicht wie mög- n° lieh an den Flansch 19 heranragt, um den Durchtritt- von Spritzöl zu verhindern.

Oberhalb der Isolierbuchse 14 ist die Buchse 13 mit radialen Bohrungen 15 versehen. ,

Die Wirkungsweise ist folgende: Der sich drehende Kranz 4 und die umlaufende Ankerscheibe 3 schleudern fortwährend Öl gegen das Gehäuse, an dessen Wänden das Öl herunterrieselt, wie in Fig. 2 angedeutet ist. Das öl bespült hierbei auch die Buchse 13 und. staut sich an der Stirnfläche der Isolierbuchse

ΐφ An dieser Stelle tritt das öl durch die Bohrungen 15 und fließt innen in der Buchse 13 herab und in die Längsbohrung 16 der Bürste 12 hinein. Auf diese Weise gelangt das öl auf den Schleifring 11 innerhalb der ringförmigen Stirnfläche der Bürste. Die geringen Ölmengen, die zwischen dem Bürstenrand und der Umfangsfläche des Schleifringes nach außen hindurchtreten, fließen mit Bezug auf Fig. 2 nach links und werden dann von dem Rand 20 abgeschleudert, so daß der Schleifring stets gleichmäßig, mit einem dünnen Ölfilm überzogen bleibt.

Infolge der trichterförmigen Erweiterung 16' der Innenbohrung 16 der Bürste wird der sich an den Schleifring 11 anlegende Rand der Bürste verhältnismäßig schmal. Es hat sich gezeigt, daß hierdurch ein niedriger Übergangswiderstand bei geringer Abnutzung erzielt wird. Auch behindert diese Form der Berührungsfläche die Bürste an der lästigen Neigung, sich in der Buchse 13 zu drehen.

Der Erregerstrom wird der Schraube 18 zugeführt, von wo er über die Feder 17, den Halter 13, die Bürste 12, den Schleifring 11 und die Leitung 10' in die Spule 10 fließt, während die Rückleitung des Stromes durch die Eisenmasse des Magneten erfolgt.

Die Regelung der Schmierung erfolgt durch die Anzahl und entsprechende Bemessung der Bohrungen 15.

Das vom Innern der Bürste nach außen fließende öl spült den sich hinter der Bürste ansammelnden Kohlenstaubschlamm fort und dient auch zur Abführung der am Bürstenrand entstehenden Reibungswärme.
- Die ölzufuhr zum rohrförmigen Bürstenhalter 13 könnte auch in der Weise geschehen, daß an die Bohrungen 15 ein Ölleitungsrohr angeschlossen wird,, während sich zwecks besserer Durchspülung der Bürste eine oder mehrere radiale Aussparungen in der ringförmigen Berührungsfläche der · Bürste anbringen lassen, wie sie in Fig. 3-bei 22 angedeutet sind.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Kohleschleif bürste für eine elektro-

:■ ^magnetische Kupplungsanordnung, „ bestehend "aus einem ölgeschmierten Getriebe und elektromagnetischen Kupplungen, die in ein Gehäuse eingebaut sind, bei' der · die Stromzuführung zur Wicklung des beweglichen' Magnetteiles über einen im Gehäuse vorgesehenen Bürstenhalter mit im Halter beweglicher Kohlebürste und einen auf der Wellennabe des beweglichen "Magnetteiles isoliert befestigten Schleifring ■ erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohlebürste (12) röhrenförmig und nach der Schleiffläche hin trichterförmig ausgespart ist, und daß der Bürstenhalter aus einer Metallbuchse (13) besteht, die ober-halt) der Bürste radial angeordnete Öffnungen (15) besitzt, durch die bei Drehung des beweglichen Magnetteiles (4, 10) Getriebeöl in die hohle Bürste gelangt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an die Bohrungen (15) der Metallbuchse (13) Ölzuleitungsröhren angeschlossen sind.

3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schleifring (11) gegen Spritzöl, das-nicht durch die hohie Bürste (12) fließt, durch eine Einkapselung (19, 20) gesichert ist.

4. Anordnung nach. Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bürste in der Nähe der ringförmigen Schleiffläche (16') eine oder mehrere radiale Aussparungen (22) hat.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen