DE1050883B

DE1050883B -

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Publication number: DE1050883B
Application number: DE1956R0019344
Authority: DE
Filing date: 1956-07-31
Publication date: 1959-02-19

Description

DEUTSCHESGERMAN

Elektromagnetische Kupplungen mit einer Stromzuführung über Schleifringe sind heute allgemein üblich, lassen sich relativ klein bauen und besitzen einen einheitlichen Magnetkörper. Obwohl nun die Stromzuführung über Schleifringe infolge der intensiven Entwicklung einen hohen Stand erreicht hat, zeigte es sich, daß Störungen in der Stromzuführung nicht mit absoluter Sicherheit ausgeschaltet werden können, und zwar deshalb nicht, weil solche Kupplungen in den meisten Fällen mit Getriebeteilen und anderen Schaltelementen zusammenarbeiten müssen, wobei es unvermeidlich ist, daß Metallteilchen, welche vom normalen Abrieb bzw. Verschleiß der vorhandenen mechanischen Elemente herrühren, an die Schleifringe und Bürsten herangetragen werden und sich dort mehr oder weniger ablagern; dadurch entstehen leitende Strombrücken, die dann mit der Zeit zu Störungen in der Stromübertragung Anlaß geben. Weiter hat es sich als stark nachteilig gezeigt, einen Pol an Masse zu legen, um nur mit einem Schleifring auskommen zu können, weil die Stromzuführung über Getriebeglieder, die naturgemäß meistens auf Wälzlagern gelagert sind, im Laufe der Zeit eine zerstörende Wirkung auf diese Lagerstellen ausübt, da eine wenn auch unscheinbare Funkenbildung auftritt. Man muß also dazu übergehen, einen zweiten Schleifring mit Bürste anzuordnen, um einen Massepol zu vermeiden. Dadurch wird aber die Stromzuführung mittels Schleifringen relativ kompliziert und deren obenerwähnter Nachteil nicht vermindert oder gar aufgehoben. Stromzuführungen über Schleifringe bedürfen daher einer ständigen Wartung.Electromagnetic clutches with a power supply via slip rings are common today common, can be built relatively small and have a uniform magnetic body. Although now the Power supply via slip rings has reached a high level as a result of intensive development, it turned out that disturbances in the power supply are not eliminated with absolute certainty can, and not because such clutches in most cases with gear parts and other switching elements must work together, and it is inevitable that metal particles, which result from normal wear and tear of the existing mechanical elements to which Slip rings and brushes are brought up and more or less deposited there; thereby arise Conductive current bridges, which over time lead to disturbances in the transmission of electricity. It has also been shown to be very disadvantageous to connect a pole to ground only with one slip ring to be able to get by, because the power supply via gear members, which naturally mostly on roller bearings are stored, exerts a destructive effect on these bearing points over time, since an if inconspicuous sparking also occurs. So you have to go over to using a second slip ring To arrange brush to avoid a ground pole. This, however, the power supply by means of Slip rings are relatively complicated and their above-mentioned disadvantage is not reduced or even eliminated. Power supplies via slip rings therefore require constant maintenance.

Solange nun der Einbau von elektromagnetischen Kupplungen nicht sehr verbreitert war, wurde diesen Umständen keine ausschlaggebende Bedeutung zugemessen. Seit aber der Einbau von elektromagnetischen Kupplungen infolge deren besonderer Vorteile immer intensiver wird und da dieser bei der fortschreitenden Automatisierung immer mehr zunehmen wird, ist die schleifringlose Stromzuführung zu einem akuten Problem geworden.As long as the installation of electromagnetic clutches was not very widened, this became Under certain circumstances, no decisive importance is attached. But since the installation of electromagnetic Clutches as a result of their special advantages becomes more and more intense and as this progresses Automation will increase more and more, the slip ringless power supply is an acute problem become.

Wird nun eine schleifringlose Stromzuführung gewählt, so muß der Magnetkörper aus. einer¹¹ ruhenden und einem umlaufenden Teil bestehen, wobei sich die Erregerspule im ruhenden Teil befinden muß. Es muß also im Magnetkörper der Eisenweg des magnetischen Kraftflusses unterbrochen und dieser über Luftspalte geführt werden. Dadurch entsteht aber sofort eine Polbildung mit entsprechend frei werdenden magnetischen Kräften. Bisher wurden nun hauptsächlich zwei Wege bekannt, um diese magnetischen Kräfte zu beherrschen. Entweder wird der magnetische Kraftfluß in seiner axialen Richtung unterbrochen, und die seitlich wirkenden, freien magnetischen Kräfte werden durchIf a power supply without slip rings is selected, the magnet body must be off. an ¹¹ resting part and a rotating part exist, whereby the excitation coil must be located in the resting part. The iron path of the magnetic force flow must therefore be interrupted in the magnet body and this must be guided over air gaps. However, this immediately creates a pole formation with correspondingly released magnetic forces. So far, two main ways have been known to control these magnetic forces. Either the magnetic flux is interrupted in its axial direction, and the laterally acting, free magnetic forces are through

3030th

Schleifringlose elektromagnetisch
betätigte KupplungElectromagnetic slipringless
actuated clutch

Anmelder:Applicant:

Anton Ryba, Dr. Josef Reinisch
und Dr. Ernst Vinatzer,
Bozen (Italien)Anton Ryba, Dr. Josef Reinisch
and Dr. Ernst Vinatzer,
Bolzano (Italy)

Vertreter: Dr.-Ing. E. Liebau, Patentanwalt, Göggingen über Augsburg, Von-Eichendorff-Str. 10Representative: Dr.-Ing. E. Liebau, patent attorney, Göggingen via Augsburg, Von-Eichendorff-Str. 10

Beanspruchte Priorität: Österreich vom 5. September 1955, 27. Februar und 12. Mai 1956Claimed priority: Austria from September 5, 1955, February 27 and May 12, 1956

Anton Ryba, Bozen (Italien), ist als Erfinder genannt wordenAnton Ryba, Bozen (Italy), has been named as the inventor

starke Kugellager aufgefangen, oder der Kraftfluß wird in radialer Richtung unterbrochen, was aber erhebliche konstruktive Nachteile ergibt. Bei bekannten Kupplungen mit radialer Unterbrechung des Kraftflusses ist der Kraftlinienweg sehr lang, was höhere Aufwendungen für die Magnetwicklung erfordert und auch eine weit größere axiale Baulänge der Kupplung ergibt.strong ball bearings caught, or the power flow is interrupted in the radial direction, but this is considerable there are constructive disadvantages. In known clutches with radial interruption of the power flow the path of the lines of force is very long, which requires higher expenditures for the magnet winding and also results in a much greater overall axial length of the coupling.

Die Erfindung betrifft eine schleifringlose elektromagnetisch betätigte Kupplung jener bekannten Bauart, bei welcher der Magnetkörper aus einem ruhenden Teil und einem umlaufenden Teil besteht und die beiderseitigen Begrenzungsflächen zwischen dem ruhenden und dem umlaufenden Teil des Magnetkörpers senkrecht zum magnetischen Kraftfluß und senkrecht zur Drehachse der Kupplung liegen, wobei die obenerwähnten Nachteile bekannter Kupplungen dieser Bauart gemäß der Erfindung dadurch vermieden werden, daß der ruhende Teil des Magnetkörpers zwischen zwei in konstantem Abstand gehaltenen und fest miteinander verbundenen, zur Drehachse senkrecht stehenden scheibenförmigen Wänden des umlaufenden Teiles des Magnetkörpers gelagert ist. Diese Anordnung ermöglicht eine Unterbrechung des magnetischen Kraftflusses in axialer Richtung, ohne daß wesentliche magnetische Kräfte einseitig zur Wirkung kommen können, da gleichviel Feldlinien auf einer Seite eintreten, wie auf der anderen Seite austreten, somit aufThe invention relates to a slip ring-less electromagnetically operated clutch of the known type, in which the magnet body consists of a stationary part and a rotating part and the Boundary surfaces on both sides between the stationary and the rotating part of the magnet body perpendicular to the magnetic flux and perpendicular to the axis of rotation of the coupling, the the above-mentioned disadvantages of known couplings of this type according to the invention are avoided by that the resting part of the magnetic body between two held at a constant distance and firmly together connected disk-shaped walls of the rotating part that are perpendicular to the axis of rotation of the magnet body is stored. This arrangement enables the flow of magnetic force to be interrupted in the axial direction without significant magnetic forces coming into effect on one side can, since as many field lines enter on one side as exit on the other side, thus on

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beiden Seiten des ruhenden Teiles des Magnetkörpers die Kräfte gleich groß, jedoch einander entgegengerichtet sind; lediglich das Streufeld kann einseitig wirkende Kräfte verursachen, die aber erstens nie groß sein und zweitens größtenteils ausgeglichen werden können.Both sides of the stationary part of the magnet body have the same forces, but are directed opposite to each other are; only the stray field can cause unilateral forces, but first of all they never be large and, secondly, can be largely compensated for.

Dadurch ergibt sich eine fast IabileLage des Mittelteiles bzw. des ruhenden Teiles zwischen den umlaufenden Teilen. Zur Erhaltung dieser Lage sind keine wesentlichen Kräfte erforderlich, so daß keine Lagerbeanspruchungen von Bedeutung auftreten können, womit erst der Ausgangspunkt für einfache und günstige und raumsparende konstruktive Lösungen gegeben ist.This results in an almost unstable position of the middle part or the resting part between the surrounding ones Share. To maintain this position, no significant forces are required, so that none Bearing stresses of importance can occur, which is only the starting point for simple and favorable and space-saving constructive solutions are given.

Ein weiteres Erfindungsmerkmal besteht darin, daß der ruhende Teil des Magnetkörpers aus zwei den magnetischen Kraftfluß führenden Ringen und einer dazwischen eingebetteten Erreger spule besteht, wodurch eine kleine Lagerfläche des ruhenden Teiles des Magnetkörpers am umlaufenden Teil erreicht wird.Another feature of the invention is that the resting part of the magnetic body consists of two magnetic flux leading rings and an exciter coil embedded therebetween, whereby a small bearing surface of the stationary part of the magnet body is achieved on the rotating part.

Schließlich besteht ein Erfindungsmerkmal noch darin, daß die Übergangsquerschnitte für das magnetische Feld zwischen dem ruhenden und dem umlaufenden Teil des Magnetkörpers unter sich verschieden groß gemacht wird, so daß die magnetische Felddichte und damit auch der magnetische Druck in den Ubergangsquerschnitten verschieden ist, wodurch die durch die magnetischen Streufelder zwischen dem ruhenden und dem umlaufenden Teil <les Magnetkörpers hervorgerufenen, einseitig wirkenden Kräfte ausgeglichen werden können.Finally, another feature of the invention is that the transition cross-sections for the magnetic Field between the stationary and the rotating part of the magnetic body are different among themselves is made large, so that the magnetic field density and thus the magnetic pressure in the Transition cross-sections is different, whereby the through the magnetic stray fields between the Forces that are at rest and the rotating part of the magnet body, unilaterally acting, are balanced can be.

Drei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt, und zwar zeigtThree embodiments of the invention are shown in the drawings, namely shows

Fig. 1 eine schleifringlose elektromagnetische Mehrscheibenkupplung, oben im Schnitt und unten in Ansieht, Fig. 1 shows an electromagnetic multi-disc clutch without slip rings, above in section and below in view,

Fig. 2 einen Aufriß, welcher fensterartige Durchbrüche zeigt,Fig. 2 is an elevation showing window-like openings,

Fig. 3 eine weitere schleifringlose elektromagnetische Mehrscheibenkupplung, oben im Schnitt und unten in Ansicht, und3 shows a further electromagnetic multiple-disc clutch without slip ring, above in section and below in view, and

Fig. 4 eine Teilansicht einer weiteren ähnlichen Kupplung im Schnitt.Fig. 4 is a partial sectional view of a further similar coupling.

Nach Fig. 1 besteht der umlaufende Teil des Magnetkörpers aus einem Teilstück 1 aus ferromagnetischem Material und der Scheibe 2. Die Scheibe 2 ist aus den Polringen 3 und 4 und dem Zwischenring 5 zusammengesetzt, wobei die Polringe aus ferromagnetischem und der Zwischenring 5 aus nichtmagnetisierbarem Material bestehen. An Stelle des Zwischenringes 5 kann die Scheibe 2 in der Zone der Erregerspule auch fensterartige Ausnehmungen 5' besitzen, wie dies aus Fig. 2 zu ersehen ist, so daß nur einzelne Stege die Polringe 3 und 4 verbinden: auch können die beiden Polringe mittels einzelner Stege verbunden werden, die aus nichtmagnetisierbarem Material bestehen. Mit dem äußeren Ring 3 der Scheibe 2 sind die Mitnehmerklauen 6 verbunden oder aus einem Stück herausgearbeitet. Die so gestaltete Scheibe 2 ist mittels Schrauben 7 mit dem Teil 1 des Magnetkörpers fest verbunden. Der aus ferromagnetischem Material bestehende Ring 8 mit der Erregerspule 9 und dem Lagerring 10 bildet den ruhenden Teil des Magnetkörpers, der beispielsweise mittels eines Stiftes 11 in geeigneter Weise festgehalten wird. Die Erregerspule 9 ist zwischen dem ferromagnetischen Ring 8 und dem Lagerring 10 mittels einer Isoliermasse 12 eingebettet. Der Ring 8 bildet mit der Erregerspule 9 und dem Lagerring 10 ein Ganzes. Die Stromanschlüsse der Erregerspule sind einerseits mit Masse verbunden und 883According to Fig. 1, the circumferential part of the magnet body consists of a section 1 made of ferromagnetic material and the disk 2. The disk 2 is composed of the pole rings 3 and 4 and the intermediate ring 5 , the pole rings of ferromagnetic and the intermediate ring 5 of non-magnetizable material exist. The disc 2, in place of the intermediate ring 5 in the zone of the excitation coil and window-like recesses 5 have ', as can be seen from Figure 2, so that only individual webs 3 and 4 connect the pole rings. Also, the two pole rings can by means of individual Bridges are connected, which consist of non-magnetizable material. The driver claws 6 are connected to the outer ring 3 of the disk 2 or are machined from one piece. The disk 2 designed in this way is firmly connected to part 1 of the magnet body by means of screws 7. The ring 8 made of ferromagnetic material with the excitation coil 9 and the bearing ring 10 forms the stationary part of the magnet body, which is held in a suitable manner , for example by means of a pin 11. The excitation coil 9 is embedded between the ferromagnetic ring 8 and the bearing ring 10 by means of an insulating compound 12. The ring 8 forms a whole with the excitation coil 9 and the bearing ring 10. The current connections of the excitation coil are connected to ground on the one hand and 883

andererseits durch eine Bohrung 13 des Ringes 8 isoliert herausgeführt, wobei natürlich auch beide Anschlüsse der Erregerspule isoliert herausgeführt werden können. Der ferromagnetische Ring 8 besitzt einen Ansatz 14, um die Zunahme der Felddichte infolge des magnetischen Streufeldes durch Querschnittsvergrößerung wieder zu kompensieren und einseitig wirkende magnetische Kräfte zwischen dem ruhenden und dem umlaufenden Teil des Magnetkörpers wieder auszugleichen. Dieser Ansatz 14 kann ringsherum laufen oder auch nur örtlich vorgesehen werden. Diese Querschnittsvergrößerung richtet sich nach den auftretenden einseitig wirkenden magnetischen Kräften, ist also hauptsächlich von der Größe des Streufeldes abhängig.on the other hand , led out isolated through a bore 13 of the ring 8 , whereby of course both connections of the excitation coil can be led out isolated. The ferromagnetic ring 8 has a shoulder 14 to compensate for the increase in the field density due to the magnetic stray field by increasing the cross section and to compensate for unilateral magnetic forces between the stationary and the rotating part of the magnetic body. This approach 14 can run around or only be provided locally. This cross-sectional enlargement is based on the unilaterally acting magnetic forces and is therefore mainly dependent on the size of the stray field.

Der ruhende Teil des Magnetkörpers ist im umlaufenden Teil desselben sowohl radial als auch axial mit möglichst geringem Spiel geführt bzw. gelagert. Die äußeren Kupplungslamellen 15 sind mit den Klauen 6 und die inneren Kupplungslamellen 16 mit den Nuten der Muffe 17 formschlüssig verbunden. Der Anker 18 dient zum Rückschluß des magnetischen Kreises. Die Lamellen 15 und 16 besitzen die bei solchen Kupplungen allgemein übliche und bekannte Form. Vorzugsweise besitzen die Kuplungslamellen in der Zone der Erregerspule fensterartige Durchbrüche analog der Fig. 2. Für die Lagerung 10 ist vorzugsweise ein Material gewählt, das gute Laufeigenschaften besitzt; solche Materialien sind in der Praxis genügend bekannt. An Stelle dieses Lagerringes kann aber auch ein Nadellager vorteilhaft verwendet werden. Zur ölzuführung an diese Lagerstelle kann der innere Schenkel des Magnetkörpers Bohrungen erhalten, wie dies in Fig. 1 gestrichelt angedeutet ist.The stationary part of the magnet body is guided or supported in the circumferential part of the same both radially and axially with as little play as possible. The outer clutch plates 15 are positively connected to the claws 6 and the inner clutch plates 16 to the grooves of the sleeve 17. The armature 18 is used to return the magnetic circuit. The disks 15 and 16 have the shape that is generally customary and known in such clutches. The coupling lamellae preferably have window-like openings in the zone of the excitation coil analogous to FIG. 2. A material is preferably selected for the bearing 10 that has good running properties; such materials are well known in practice. Instead of this bearing ring, however, a needle bearing can also advantageously be used. In order to supply oil to this bearing point, the inner leg of the magnet body can be provided with bores, as is indicated by dashed lines in FIG. 1.

Die Wirkungsweise ist folgende: Wird die Erregerspule unter Strom gesetzt, so bildet sich ein magnetisches Feld aus, wie es in Fig. 1 strichpunktiert angedeutet ist. Dadurch entstehen magnetische Zugkräfte, die die Kupplungslamellen aneinanderpressen und die beiden Kupplungshälften kraftschlüssig verbinden. Der ferromagnetische Ring samt der damit vereinigten Erregerspule wird festgehalten, während der übrige Teil der Kupplung umläuft. Da die Wände des umlaufenden Teiles des Magnetkörpers unter konstantem Abstand gehalten werden, bleibt auch der Luftspalt in den Übergangsflächen des magnetischen Kraftflusses (zwischen dem ruhenden und dem umlaufenden Teil des Magnetkörpers) konstant und ist vom übrigen Vorgang in der Kupplung unabhängig.The mode of operation is as follows: If the excitation coil is energized, a magnetic one is formed Field, as indicated in Fig. 1 by dash-dotted lines. This creates magnetic tensile forces, which press the clutch plates together and frictionally connect the two clutch halves. The ferromagnetic ring together with the associated excitation coil is held in place while the rest of the clutch rotates. Since the walls of the circumferential part of the magnet body under are kept constant distance, the air gap in the transition surfaces of the magnetic remains The flow of force (between the stationary and the rotating part of the magnet body) is constant and is independent of the rest of the process in the clutch.

In jedem magnetischen Kreise entstehen nun magnetische Streufelder, die sich in ihrem Verlauf nach den Gesetzen des kleinsten magnetischen Widerstandes richten. Die magnetischen Streulinien schließen sich vorzeitig nach den bekannten Erscheinungen der Nutenstreuung, wie dies beispielsweise in Fig. 1 gestrichelt angedeutet ist. Diese magnetischen Streulinien stören die Symmetrie der magnetischen Kräfte in den Übergangsquerschnitten zwischen dem ruhenden und dem umlaufenden Teil des Magnetkörpers, wodurch einseitig wirkende magnetische Kräfte entstehen, die bei Festhalten des ruhenden Teiles des Magnetkörpers ein unerwünschtes Verlustmoment erzeugen. Sind nun die Übergangsquerschnitte zwischen dem ruhenden und dem umlaufenden Teil des Magnetkörpers gleich groß und ist ein konstanter Nutzfluß gegeben, so ist die Zahl der magnetischen Feldlinien in den Übergangsquerschnitten nicht gleich groß, da an einer Seite auch noch die Streulinien dazukommen; dadurch ist aber auch an einer Seite die magnetische Felddichte höher, als sie dem Nutzfluß entsprechen würde, was zur Folge hat, daß die magnetischenIn every magnetic circuit, there are now stray magnetic fields which, in their course, vary according to the Judge the laws of the least magnetic resistance. The magnetic scatter lines close prematurely according to the known phenomena of the groove scattering, as shown by dashed lines in FIG. 1, for example is indicated. These magnetic stray lines disturb the symmetry of the magnetic forces in the transition cross-sections between the stationary and the rotating part of the magnet body, whereby unilaterally acting magnetic forces arise, which when the resting part of the Magnet body generate an undesirable loss torque. Are now the transition cross-sections between the stationary and the rotating part of the magnet body are the same size and a constant useful flux given, the number of magnetic field lines in the transition cross-sections is not the same, since there are also scatter lines on one side; but this also means that one side is magnetic Field density higher than it would correspond to the useful flux, which has the consequence that the magnetic

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Kräfte in den Übergangsquerschnitten unsymmetrisch sind und einseitig wirkende magnetische Kräfte zwischen dem ruhenden und dem umlaufenden Teil des Magnetkörpers auftreten. Da nun bekanntlich bei Querschnittsänderungen sich die magnetische Felddichte linear, die magnetische Kraft sich aber quadratisch mit der Felddichte verändert, so kann man durch geeignete Bemessung der Übergangsquerschnitte zwischen dem ruhenden und dem umlaufenden Teil des Magnetkörpers einseitig wirkende Kräfte ausgleichen und eine Symmetrie der magnetischen Kräfte in den Übergangsquerschnitten wieder herstellen.Forces in the transition cross-sections are asymmetrical and unilaterally acting magnetic forces between the stationary and the rotating part of the magnet body. As is well known, at Changes in cross-section, the magnetic field density changes linearly, but the magnetic force changes squarely changes with the field density, so one can by suitable dimensioning of the transition cross-sections between balance unilateral forces between the stationary and the rotating part of the magnet body and restore a symmetry of the magnetic forces in the transition cross-sections.

Im Beispiel nach Fig. 1 geschieht dies derart, daß an den Übergangsflächen, wo auch das magnetische Streufeld zum größten Teil durchtritt, der Übergangsquerschnitt vergrößert wird. Da nun die magnetische Kraft sich mit dem Quadrat der magnetischen Fclddichte verändert, so kann man durch Vergrößerung dieses Übergangsquerschnittes die Felddichte so weit herabsetzen, daß das Gleichgewicht der magnetischen Kräfte in den Übergangsquerschnitten zwischen dem ruhenden und dem umlaufenden Teil des Magnetkörpers wiederhergestellt ist.In the example according to FIG. 1, this is done in such a way that at the transition surfaces, where the magnetic Most of the stray field passes through, the transition cross-section is enlarged. Since now the magnetic Force changes with the square of the magnetic field density, so one can by enlarging this transition cross-section reduce the field density so far that the equilibrium of the magnetic Forces in the transition cross-sections between the stationary and the rotating part of the magnet body is restored.

Es ist vorteilhaft, dafür zu sorgen, daß das magnetische Gefälle immer nach einer Seite gerichtet ist, was praktisch erreicht wird, wenn der Querschnitt des Rückens 1 (Fig. 1) des Magnetkörpers so bemessen wird, daß möglichst wenig magnetomotorische Kraft (Amperewindungen) für diesen Teilpfad des magnetischen Kreises verbraucht wird.It is advantageous to ensure that the magnetic gradient is always directed to one side, which is achieved in practice if the cross section of the back 1 (Fig. 1) of the magnet body is dimensioned so that as little magnetomotive force (ampere turns) for this partial path of the magnetic circuit is consumed.

In Fig. 3 ist eine beispielsweise Ausführung einer erfindungsgemäßen Mehrscheibenkupplung gezeigt, bei der der ruhende Teil des Magnetkörpers so ausgebildet ist, daß sich eine möglichst kleine Lagerfläche und eine einfache Gestaltung dieses Teiles ergibt. Der umlaufende Teil des Magnetkörpers besteht aus einem Teilstück 19 und der Scheibe 20. Die Scheibe 20 ist aus den Polringen 21 und 22 und dem Zwischenring 23 zusammengesetzt, wobei die Polringe aus ferromagnetischem und der Zwischenring 23 aus nichtmagnetisierbarem Material bestehen. An Stelle des nichtmagnetisierbaren Zwischenringes 23 kann die Scheibe 20 in der Zone der Erregerspule auch fensterartige Ausnehmungen analog Fig. 2 besitzen; auch können die beiden Polringe mittels einzelner Stege, vorzugsweise aus nichtmagnetisierbarem Material, miteinander verbunden sein. Das Teilstück 19 und die Scheibe 20 besitzen verlängerte Naben 24 und 25, die ineinandergesteckt mittels Keil 26 gegen Verdrehung und mittels Sprengring 27 gegen Auseinandergehen gesichert sind. Die Nabe 25 ist so lang, daß sie der Breite des ruhenden Teiles des Magnetkörpers samt Luftspalt entspricht, wodurch sich ein konstanter Abstand der Wände der Teile 19 und 20 voneinander ergibt. Die Ringe 28 und 29 mit der Erregerspule 30 bilden den ruhenden Teil des Magnetkörpers, der beispielsweise mittels eines Stiftes 31 in geeigneter Weise festgehalten werden kann. Die Erregerspule 30 ist zwischen den ferromagnetischen Ringen 28 und 29 mittels einer Isoliermasse eingebettet und bildet mit diesen ein Ganzes. Die Stromanschlüsse für die Erregerspule 30 liegen einerseits an Masse und sind anderseits isoliert herausgeführt, wie bei 32 angedeutet; es können selbstverständlich aber auch beide Anschlüsse isoliert herausgeführt werden.In Fig. 3 an example embodiment of a multi-plate clutch according to the invention is shown in which the stationary part of the magnet body is designed so that the smallest possible bearing surface and a simple design of this part results. The circumferential part of the magnet body consists of a section 19 and the disk 20. The disk 20 is composed of the pole rings 21 and 22 and the intermediate ring 23 , the pole rings being made of ferromagnetic material and the intermediate ring 23 of non-magnetizable material. Instead of the non-magnetizable intermediate ring 23 , the disk 20 in the zone of the excitation coil can also have window-like recesses analogous to FIG. 2; the two pole rings can also be connected to one another by means of individual webs, preferably made of non-magnetizable material. The section 19 and the disk 20 have elongated hubs 24 and 25 which are inserted into one another by means of a wedge 26 to prevent rotation and by means of a snap ring 27 to prevent them from coming apart. The hub 25 is so long that it corresponds to the width of the stationary part of the magnet body including the air gap, which results in a constant distance between the walls of the parts 19 and 20 from one another. The rings 28 and 29 with the excitation coil 30 form the stationary part of the magnet body, which can be held in a suitable manner , for example by means of a pin 31. The excitation coil 30 is embedded between the ferromagnetic rings 28 and 29 by means of an insulating compound and forms a whole with them. The power connections for the excitation coil 30 are grounded on the one hand and are led out isolated on the other hand, as indicated at 32; Of course, however, both connections can also be led out in isolation.

Der ferromagnetische Ring 28 und der Polring 21 besitzen Abschrägungen 33 und 34, während der ferromagnetische Ring 29 umlaufende Rillen 35 aufweist. Sowohl die Abschrägungen 33, 34 als auch die Rillen 35 dienen zum Ausgleich einseitig wirkenderThe ferromagnetic ring 28 and the pole ring 21 have bevels 33 and 34, while the ferromagnetic ring 29 has circumferential grooves 35 . Both the bevels 33, 34 and the grooves 35 serve to compensate for unidirectional effects

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magnetischer Kräfte. Die ferromagnetischen Ringe 28 und 29 können einzelne Ringe sein, zwischen welchen die Erregerspule 30 mittels einer Isoliermasse eingebettet ist. Es kann aber auch vorteilhaft sein, die beiden ferromagnetischen Ringe mittels Stegen zu verbinden. Eine vorteilhafte Ausführung für den ruhenden Teil des Magnetkörpers ergibt sich, wenn er beispielsweise aus einem Stück besteht, in welchem eine Nut zur Aufnahme der Erregerspule vorgesehenmagnetic forces. The ferromagnetic rings 28 and 29 can be individual rings, between which the excitation coil 30 is embedded by means of an insulating compound. However, it can also be advantageous to connect the two ferromagnetic rings by means of webs. An advantageous embodiment for the stationary part of the magnet body results when it consists, for example, of one piece in which a groove is provided for receiving the excitation coil

ίο ist. Der äußere Ring 28 und der innere Ring 29 können miteinander an der Rückseite durch einzelne Stege 36, die mit fensterartigen Ausnehmungen abwechseln (analog der Fig. 2), verbunden sein.
Die Ringe 28 und 29 müssen nicht gleichen Querschnitt haben. Zum Beispiel kann der innere Ring 29 im Querschnitt gegenüber dem äußeren Ring 28 wesentlich verschieden sein, und ein Teil des magnetischen Kraftflusses kann z. B. über die Naben 24, 25 geführt werden. Der ruhende Teil des Magnetkörpers ist im umlaufenden Teil sowohl radial als auch axial mit möglichst geringem Spiel gelagert bzw. geführt, wobei beispielsweise ein Nadellager 37, aber auch jede beliebige andere Lagerart vorgesehen werden kann. Zur ölzuführung an die Lagerstellen können in den Naben 24 und 25 Bohrungen, wie strichliert angedeutet, vorgesehen sein.ίο is. The outer ring 28 and the inner ring 29 can be connected to one another on the rear side by individual webs 36 which alternate with window-like recesses (analogous to FIG. 2).
The rings 28 and 29 do not have to have the same cross section. For example, the inner ring 29 can be substantially different in cross-section than the outer ring 28 , and a portion of the magnetic flux can e.g. B. be performed via the hubs 24, 25 . The stationary part of the magnet body is mounted or guided in the circumferential part both radially and axially with as little play as possible, with a needle bearing 37, for example, but also any other type of bearing being able to be provided. For supplying oil to the bearings, bores 24 and 25 , as indicated by dashed lines, can be provided in the hubs.

Die äußeren Kupplungslamellen 38 sind mit den Klauen 39 der Scheibe 20 und die inneren Kupplungslamellen 40 mit den Nuten der Muffe 41 formschlüssig verbunden. Zum Rückschluß des magnetischen Kreises dient der Anker 42. Die Ausbildung der Kupplungslamellen 38 bzw. 40 ist analog der an Hand der Fig. 1 beschrieben.The outer clutch plates 38 are positively connected to the claws 39 of the disk 20 and the inner clutch plates 40 to the grooves of the sleeve 41. The armature 42 is used to return the magnetic circuit. The design of the clutch disks 38 and 40 is described analogously to that of FIG.

Die Wirkungsweise der Ausführung nach Fig. 3 ist bezüglich der Kraftübertragung gleich jener nach Fig. 1 mit dem Unterschied, daß auch der innere Schenkel des Magnetkörpers teilweise oder ganz dem ruhenden Teil desselben zugeordnet ist, wodurch sich eben eine besonders kleine Lagerfläche zwischen dem ruhenden und dem umlaufenden Teil des Magnetkörpers ergibt. Der Verlauf des magnetischen Nutzflusses ist in Fig. 3 strichpunktiert und der Verlauf des magnetischen Streufeldes gestrichelt angedeutet. Eine abweichende Ausführung besitzen hier die Einrichtungen zum Ausgleich einseitig wirkender magnetischer Kräfte zwischen dem ruhenden und dem umlaufenden Teil des Magnetkörpers.The mode of operation of the embodiment according to FIG. 3 is the same as that according to the power transmission Fig. 1 with the difference that the inner leg of the magnet body is partially or entirely the resting part of the same is assigned, whereby a particularly small storage area between the resting and the rotating part of the magnetic body results. The course of the useful magnetic flux is dash-dotted in Fig. 3 and the course of the magnetic stray field is indicated by dashed lines. The devices for compensating unilaterally acting magnetic devices have a different design Forces between the stationary and the rotating part of the magnet body.

Die gleiche Wirkung wie eine Vergrößerung des Übergangsquerschnittes (Fig. 1) auf jener Seite, wo der größte Teil des Streufeldes durchtritt, hat eine Verkleinerung des Übergangsquerschnittes an der gegenüberliegenden Seite. Im ersteren Falle (Fig. 1) wird die magnetische Felddichte durch Querschnittsvergrößerung vermindert, im letzteren Falle (Fig. 3) die magnetische Felddichte durch Querschnittsverkleinerung erhöht. In beiden Fällen werden einseitig wirkende Kräfte durch die Verschiedenheit der magnetischen Felddichten in den Übergangsquerschnitten zwischen dem ruhenden und dem umlaufenden Teil des Magnetkörpers ausgeglichen. Es können beide Methoden in entsprechender Verteilung gleichzeitig oder jede für sich zur Anwendung kommen.The same effect as an enlargement of the transition cross-section (Fig. 1) on the side where the largest part of the stray field passes through, has a reduction in the transition cross-section at the opposite side. In the former case (Fig. 1) the magnetic field density is reduced by increasing the cross-section, in the latter case (Fig. 3) the magnetic field density is increased by reducing the cross-section. In both cases it will be unilateral Acting forces due to the difference in magnetic field densities in the transition cross-sections balanced between the stationary and the rotating part of the magnet body. Both can Appropriate distribution of methods can be used simultaneously or individually.

In Fig. 4 ist eine Variante gezeigt, bei der der ruhende Teil des Magnetkörpers aus einem einheitliehen Stück 43 aus ferromagnetischem Material besteht, in welchem eine Nut zur Aufnahme der Erregerspule 44 vorgesehen bzw. eingearbeitet ist. Der umlaufende Teil des Magnetkörpers besteht aus dem Teilstück 45 und der Scheibe 46. Die Scheibe 46 ist analog der Scheibe 2 (Fig. 1) ausgebildet und mittels4 shows a variant in which the stationary part of the magnet body consists of a unitary piece 43 made of ferromagnetic material, in which a groove for receiving the excitation coil 44 is provided or incorporated. The circumferential part of the magnet body consists of the section 45 and the disk 46. The disk 46 is designed analogously to the disk 2 (FIG. 1) and by means of

Claims

1 050 8β3 thread 47 is screwed onto part 45, whereby the thread is secured against unintentional loosening. The grooves 48 and 49 again serve to compensate for magnetic forces acting on one side. The stationary part 43 is mounted in the circumferential part 45, 46 with as little play as possible. In the example according to FIG. 4, if no window-like recesses and no webs made of ferromagnetic material of considerable cross-section are left in the rear wall 50, part of the magnetic force flow in the stationary part of the magnet body can already close. Depending on how large this proportion of the total flow is, forces acting on one side can occur, which can also have the effect that the direction is reversed compared to that in the examples according to FIGS. 1 and 3. In such a case, the compensation can be applied by grooves, bevels or in some other suitable manner, as FIG. 4 shows, for example, on the boundary surfaces opposite with respect to FIGS. 1 and 3. If an equilibrium of the magnetic forces in the transition cross-sections is just achieved through the premature closure of part of the magnetic flux in the resting part of the magnet body, the other precautions discussed are not necessary. In general it can be said that if one-sided magnetic forces are to be compensated by constriction or reduction of a transition cross-section, this must be done on the transition surfaces in which insufficient magnetic forces act to balance the forces between the stationary and the rotating part to be able to hold the magnet body, and if the compensation is made by enlarging a transition cross-section, this must be done on those transition surfaces where the magnetic forces are too great to keep the balance. The shape and type of these cross-sectional changes can be selected as desired; For example, several grooves or bevels can be made on both ferromagnetic rings or the entire compensation can be achieved by the shape of a ring. The grooves or bevels can be provided in the stationary part of the magnet body alone or in the circumferential part alone or in both parts. Instead of circumferential grooves or bevels, local changes in the cross section can also be provided, e.g. radial grooves or the like. The excitation coil can be connected to the associated ferromagnetic rings in other ways than shown in the drawings, without deviating from the essence of the invention; For example, the excitation coil can be completely or partially encased in an advantageously non-magnetizable metal and combined or connected to the associated rings, this metal casing possibly simultaneously serving as a bearing for this part. The stationary part can also be mounted directly on plastic in the circumferential part of the magnet body (FIG. 1) without the interposition of a metal sleeve. Finally, for dry-running clutches, the stationary part of the magnet body can be supported by means of a bearing made of oil-storing metal or of so-called self-lubricating plastic. The invention is not limited to the embodiment of a multi-plate clutch shown here only as an example, but can be applied with the same effect to any electromagnetic or electromagnetically actuated form-fitting or force-fitting coupling. Pa t ENT i xsp K CCH E.

1. Slip-ring-free, electromagnetically operated clutch, in which the magnet body consists of a stationary part and a rotating part and the boundary surfaces on both sides between the resting and rotating part of the magnet body are perpendicular to the magnetic flux and perpendicular to the axis of rotation of the clutch, characterized in that the stationary part of the magnet body (8, 9, 10 or 28, 29, 30 or 43, 44) between two disk-shaped walls (1, 2 or 19, 20, respectively, which are held at a constant distance and firmly connected to one another and are perpendicular to the axis of rotation) or 45, 46) of the rotating part (1, 2, 3, 4, 5 or 19, 20, 21, 22 or 45, 46) of the magnet body is mounted.

2. Coupling according to claim 1, characterized in that the outer leg of the magnet body is divided into two disk-shaped walls (1,2) held at a constant distance, wherein one wall (1) directly and the other wall (2) via one in the zone of the excitation coil lying member (5) made of non-magnetizable material with the inner leg of the magnet body is firmly connected and between these two disc-shaped walls (1,2) the resting Part of the magnet body, which consists of a ring (8) made of ferromagnetic material and the therewith associated excitation coil (9) is rotatable on the inner leg of the magnet body is stored.

3. Coupling according to claim 1, characterized in that the outer leg and wholly or partially also the inner leg of the magnet body held in two at a constant distance disk-shaped walls (19, 20, 45, 46) is divided, wherein the one wall (19 or 45) is a uniform Disc made of ferromagnetic material, while the other wall (20 or 46) in the Zone of the excitation coil devices (23) for achieving a high magnetic resistance possesses and both walls (19, 20 and 45, 46) firmly connected to each other and from each other in the Width of the stationary part of the magnet body (28,29,30 or 43,44) plus air gap "distanced are, with the stationary part between these two disk-shaped walls (19, 20 and 45, 46) (28,29,30 or 43,44) of the magnet body, which consists of ferromagnetic rings (28,29) and the one in between inserted excitation coil exists, is rotatably mounted.

4. Coupling according to claims 1 to 3, characterized in that the disc lying on the open side of the cup-shaped magnetic body (2 or 20 or 46) consists of pole rings (3, 4 or 21, 22), which in the Zone of the excitation coil are connected to one another by means of individual webs (Fig. 2).

5. Coupling according to claims 1 to 3, characterized in that the on the open side of the cup-shaped magnet body (2 or 20 or 46) made of pole rings (3, 4 or 21,

22) , which are connected to one another in the zone of the excitation coil by means of a ring (5) made of non-magnetizable material.

6. Coupling according to one of claims 1 to 5, characterized in that the rings (28, 29) guiding the magnetic flux of force of the stationary part of the magnetic body in the zone of the excitation coil are connected to one another by means of individual webs (36).

7. Coupling according to one of claims 1 to 5, characterized in that the resting part of the magnet body consists of a single piece (43) in which a groove for receiving the excitation coil (44) is provided or incorporated (Fig. 4) .

8. Coupling according to one of claims 1 to 7, characterized in that the transition cross-sections guiding the magnetic flux between the stationary part (8, 9, 10 or 28, 29, 30 or 43, 44) and the rotating part (1 , 2,3,4,5 or 19, 20, 21, 22 or 45, 46) of the magnet body are of different sizes among themselves, making them to

Compensation of unidirectional magnetic forces and a different magnetic field density exhibit.

9. Coupling according to claim 8, characterized in that between those boundary surfaces the stationary and the rotating part of the magnetic body, on which lower magnetic Forces act, the transition cross-sections opposite the boundary surfaces on the other side are reduced in size.

10. Coupling according to claim 8, characterized in that on those boundary surfaces between the stationary and the rotating part of the magnetic body, in which predominantly magnetic Forces act, the transition cross-sections opposite the boundary surfaces on the other side are enlarged.

Considered publications:
German Patent No. 415,984;
Austrian Patent No. 162,474;
U.S. Patent No. 2,628,321.

For this purpose, 1 sheet of drawings