DE1119400B

DE1119400B - Low-friction device for transmitting excitation current to the rotating magnet coil of an electromagnetic clutch

Info

Publication number: DE1119400B
Application number: DEB57320A
Authority: DE
Inventors: Walter Ernst Rudisch
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1959-04-30
Filing date: 1960-04-02
Publication date: 1961-12-14

Description

Reibungsarme Vorrichtung zur Übertragung von Erregerstrom auf die rotierende Magnetspule einer elektromagnetischen Kupplung Es sind reibungsarme Vorrichtungen zum übertragen von Erregerstrom auf die rotierende Magnetspule einer elektromagnetischen Kupplung bekannt; die einen mit der Spule rotierenden Halter enthalten und mit .einem Paar elektrisch .gegeneinander isolierter Lager versehen sind, von denen jedes elektrisch leitende, sich ergänzende Laufringe mit elektrisch leitenden Elementen dazwischen aufweist, wobei ein Laufring eines jeden Lagers an dem Halter drehbar mit ihm befestigt und elektrisch mit dem entsprechenden Spulenende verbunden ist, während die anderen Laufringe an die feststehenden elektrischen Leitungen angeschlossen sind. Bei Vorrichtungen dieser Art waren belastungstragende und stromführende Walzen aus verschiedenem Material abwechselnd zwischen den Laufringen angeordnet. Da insbesondere die stromführenden Walzen aus einem schraubenförmig aufgewundenen Draht bestanden, neigten diese Vorrichtungen auf Grund eines Verklemmens der Walzen zu einem häufigen Versagen, und, ihre Unzuverlässigkeit verhinderte ihre praktische. Anwendung.Low-friction device for transmitting excitation current to the rotating solenoid of an electromagnetic clutch They are low-friction devices for transmitting excitation current to the rotating magnet coil of an electromagnetic Clutch known; which contain a holder rotating with the coil and with .einem A pair of electrically insulated bearings are provided, each of which is electrically conductive, complementary races with electrically conductive elements in between with a race of each bearing attached to the holder for rotation therewith and is electrically connected to the corresponding coil end, while the other Races are connected to the fixed electrical lines. With devices of this type were load-bearing and current-carrying rollers made of different materials arranged alternately between the races. Since in particular the current-carrying Rollers composed of a helically wound wire tended to make these devices frequent failures due to roll jamming, and their unreliability prevented their practical. Use.

Bei anderen Vorrichtungen wurde eine nur in entferntem Sinn als Lager zu bezeichnende Vorrichtung verwendet, bei der zur Stromübertragung von einem feststehenden äußeren radialen Ring auf innere sich drehende Ringe Abwälzringe zur elektrischen Verbindung vorgesehen waren. Solch eine Ausführungsvorrichtung ist jedoch nicht stabil und widerstandsfähig, sie zentriert sich nicht von selbst und liegt außerhalb jeder herkömmlichen Art von Lagern, die- sonst mit sehr feinen Toleranzen ausgeführt werden müssen: Es ist ferner vorgeschlagen worden, die Kupplungen mittels feststehender Wicklungen arbeiten zu lassen. Eine solche Ausführungsform hat jedoch den Nachteil einer Vergrößerung der Luftspalte und damit die Notwendigkeit einer Erhöhung des Erregerstrome.s. Um eine Reibung auszuschalten, ist es vorgeschlagen worden, elektrischen Strom durch einen sich drehenden Transformator zu übertragen. Wenn eine Reibung hierbei ausgeschaltet werden soll, wird die Ausführungsform sehr verwickelt im Aufbau, und die Verluste werden im starken Maße vergrößert.In the case of other devices, one was only used in a distant sense as a warehouse Device to be designated used in the case of the transmission of electricity from a fixed outer radial ring on inner rotating rings rolling rings for electrical Connection were provided. However, such an execution device is not stable and resilient, it does not center itself and lies outside any conventional type of bearing that is otherwise designed with very fine tolerances must be: It has also been proposed that the couplings by means of fixed Let windings work. However, such an embodiment has the disadvantage an enlargement of the air gap and thus the need to increase the Excitation currents. In order to eliminate friction, it has been proposed to use electrical To transmit electricity through a rotating transformer. When a friction this is to be switched off, the embodiment is very complex in structure, and the losses are greatly increased.

Durch die Erfindung wird eine reibungsarme Vorrichtung zur übertragung von Erregerstrom auf die rotierende Magnetspule einer elektromagnetischen Kupplung geschaffen, die. die Verwendung herkömmlicher Lager und eine praktisch verlustlose übertragung des Erregerstromes ermöglicht. Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, .daß ein Laufring eines jeden Lagers mit Bezug auf den anderen Laufring unter einem ständigen Axialdruck steht, um die Laufringe in elektrischer Berührung mit den zugeordneten Gliedern zu halten. Dabei soll das Paar Lager an dem Halter konzentrisch zueinander angeordnet sein, und jedes Lager soll in radialer Richtung innere und äußere Laufringe aufweisen, wobei die in radialer Richtung äußersten und innersten Laufringe je mit einem Ende der Spule verbunden und an dem Halter mit Bezug auf die beiden feststehenden Zwischenlaufringe drehbar befestigt sind.The invention provides a low-friction device for transmission of excitation current on the rotating solenoid of an electromagnetic clutch created that. the use of conventional bearings and a practically lossless one Transmission of the excitation current enabled. This is accomplished according to the invention achieves .that a race of each bearing with respect to the other race is under constant axial pressure to make electrical contact with the races to keep with the associated limbs. The pair of bearings should be attached to the holder be arranged concentrically to one another, and each bearing should be arranged in a radial direction have inner and outer races, the outermost in the radial direction and innermost races each connected to one end of the spool and attached to the holder are rotatably mounted with respect to the two stationary intermediate races.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise dargestellt.In the drawing, the invention is shown by way of example.

Fig.1 zeigt in Seitenansicht teilweise im Schnitt nach der Linie 1-1 der Fig. 2 ein elektrisch leitendes Gerät gemäß der Erfindung; Fig. 2 zeigt das Gerät nach Fig.1 in. Seitenansicht von rechts mit teilweise weggebrochenen Teilern; Fig. 3 ist .ein Teilschnitt nach der Linie 3-3 -der Fig. 2; Fig.4 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform in verkleinertem Maßstab von der Seite.Fig.1 shows a side view partially in section along the line 1-1 Fig. 2 shows an electrically conductive device according to the invention; Fig. 2 shows this Device according to Figure 1 in a side view from the right with partially broken away dividers; Fig. 3 is a partial section along the line 3-3 of Fig. 2; 4 shows a modified one Embodiment on a reduced scale from the side.

Fig. 1 zeigt die Anwendung der Erfindung auf eine elektromagnetische Zahnkupplung nach dem USA.-Patent 2 875 876.Fig. 1 shows the application of the invention to an electromagnetic Tooth coupling according to U.S. Patent 2,875,876.

Bei dieser Kupplung dreht sich der Magnetkörper 10 mit der Welle 11 mit Hilfe des Keiles 12 und enthält die Erregerspule 13. In der eingerückten Kupplungsstellung kommen die axial vorstehenden Zähne 15 an dem Magnetkörper 10 mit den Gegenzähnen 16 an der Ankerplatte 17 in Eingriff, die ihrerseits an dem durch das Getrieberad 18 dargestellten angetriebenen Glied befestigt ist. Die Erfindung richtet sich auf die Anordnung für den Magnetkörper, wodurch der Erregerstrom auf die Spule 13 ohne die Notwendigkeit der Anordnung von Schleifringen oder Bürsten übertragen wird.In this coupling, the magnet body 10 rotates with the shaft 11 with the help of the wedge 12 and contains the excitation coil 13. In the engaged clutch position come the axially protruding teeth 15 on the magnet body 10 with the counter teeth 16 the anchor plate 17 in engagement, which in turn on the one represented by the gear wheel 18 driven member is attached. The invention is directed to the arrangement for the magnet body, thereby applying the exciting current to the coil 13 without the need the arrangement of slip rings or brushes is transferred.

Der Teil 20 in Fig.1 ist als ein durch Schrumpfen oder eine andere feste Anbringung auf dem Magnetkörper 10 befestigter Zwischenring dargestellt. Er kann in gleicher Weise mit dem Magnetkörper 10 aus einem Stück bestehen, wenn er von vornherein für eine Verwendung mit der Verbindungsanordnung nach der Erfindung vorgesehen ist. Der Zwischenring 20 ist besonders dann zweckmäßig, wenn der Magnetkörper 10 einen Teil an einer bestehenden Kupplung darstellt, die ursprünglich mit einer Schulter 21 zur Aufnahme eines oder mehrerer Schleifringe versehen. war. Gemäß der Erfindung ist ein ringförmiger Haupthalter 22 aus elektrisch nichtleitendem Material, beispielsweise einem gießbaren Phenolharz, vorgesehen, der an dem Magnetkörper 10 durch eine Mehrzahl von Kopfschrauben 23 befestigt ist, die in den Zwischenring 20 eingeschraubt sind und einen äußeren Ring 25 aus elektrisch nicht leitendem Material tragen. Die Teile 22 und 25 laufen infolgedessen mit dem Magnetkörper 10 um.The part 20 in FIG. 1 is shown as an intermediate ring fastened to the magnet body 10 by shrinking or some other permanent attachment. In the same way, it can consist of one piece with the magnet body 10 if it is intended from the outset for use with the connection arrangement according to the invention. The intermediate ring 20 is particularly useful when the magnet body 10 is part of an existing coupling that was originally provided with a shoulder 21 for receiving one or more slip rings. was. According to the invention, an annular main holder 22 made of electrically non-conductive material, for example a castable phenolic resin, is provided, which is fastened to the magnet body 10 by a plurality of head screws 23 which are screwed into the intermediate ring 20 and an outer ring 25 made of electrically non-conductive Wear material. The parts 22 and 25 consequently rotate with the magnetic body 10.

Die Vorrichtung enthält ferner feststehende Teile mit einer ringförmigen Scheibe 30 aus elektrisch nichtleitendem Material, die einen radial vorstehenden Halterteil 31 und ein Ringglied 33 aus elektrisch nichtleitendem Material enthält, welches an der Scheibe 30 mittels Schrauben 34 befestigt ist und im Querschnitt T-Form mit radialen Flanschen 35 und 36 hat. Der Haltertei131 ist gegabelt mit einem Schlitz 37 dargestellt. Dieser Schlitz dient zur Aufnahme von Mitteln zum Festhalten der Scheibe 30 durch Umfassen eines vorspringenden Teiles, beispielsweise eines Stiftes 38, der von einem feststehenden Teil, beispielsweise dem Gehäuse der die Kupplung enthaltenden Transmission, getragen. wird.The device also includes fixed parts with an annular one Washer 30 made of electrically non-conductive material, which has a radially protruding Holder part 31 and a ring member 33 made of electrically non-conductive material, which is attached to the disc 30 by means of screws 34 and in cross section T-shape with radial flanges 35 and 36. The holder part is forked with a Slot 37 is shown. This slot is used to accommodate means for holding of the disc 30 by including a protruding part, for example one Pin 38, which is of a fixed part, for example the housing of the Transmission containing clutch carried. will.

Die Vorrichtung nach der Erfindung enthält ferner ein Paar innerer und äußerer reibungsarmer Lager, die konzentrisch an dem Halter 22 angeordnet sind. Das innere Lager enthält einen: inneren Laufring 40 und einen äußeren Laufring 41 und Kugeln 42 und ist an dem zylindrischen Führungsteil des Halters 22 angeordnet, wobei sich die innere axiale Kante des Laufringes 40 gegen eine Schulter 45 des Halters22 abstützt. Der äußere Laufring41 ist zwischen der Scheibe 30 und dem Flansch 35 an dem Ringglied 33 festgeklemmt.The apparatus of the invention further includes a pair of inner and outer low friction bearings concentrically disposed on the holder 22. The inner bearing contains an inner race 40 and an outer race 41 and balls 42 and is arranged on the cylindrical guide part of the holder 22, the inner axial edge of the race 40 being supported against a shoulder 45 of the holder 22. The outer race 41 is clamped between the washer 30 and the flange 35 on the ring member 33.

Das äußere Lager enthält in. gleicher Weise einen inneren Laufring 50 und einen äußeren Laufring 51 und Kugeln 52. Die innere axiale. Kante des inneren Laufringes 50 stützt sich gegen den radial vorstehenden Flansch 36 an dem T-förmigen Glied 33 ab. Der äußere Laufring 51 dieses Lagers wird durch einen radial nach innen zeigenden Flansch 55 an dem Ring 25 gehalten. Bei einer solchen Anordnung sind infolgedessen die Laufringe 41 und 50 gegeneinander und gegenüber den feststehenden Teilen isoliert befestigt, während die anderen Laufringe 40; 51 sich frei mit dem Magnetkörper 10 drehen.The outer bearing also contains an inner race 50 and an outer race 51 and balls 52. The inner axial. Edge of the inner Race 50 is supported against the radially protruding flange 36 on the T-shaped Section 33. The outer race 51 of this bearing is through a radially inward pointing flange 55 held on the ring 25. With such an arrangement are as a result the races 41 and 50 isolated from each other and from the fixed parts attached, while the other races 40; 51 freely with the magnet body 10 turn.

Die elektrischen Leitungen 60 und 61 sind zu der Kupplung durch radial vorstehende Haltemeile 31 der feststehenden Scheibe 30 geführt. Die Zuleitung 60 ist in Fig.1 mit dem feststehenden äußeren Laufring 41 des inneren Lagers und .der umlaufende innere Laufring 40 dieses Lagers ist bei 62 mit dem einen Ende der Magnetspule 13 verbunden dargestellt. Die andere Zuleitung 61 ist in ähnlicher Weise mit dem feststehenden inneren Laufring 50 des äußeren Lagers und dem umlaufenden äußeren Laufring 51 des Lagers in Fig.1 bei 63 mit dem anderen Ende der Magnetspule 13 verbunden. Um das Herstellen dieser Verbindungen zu erleichtern und sie ferner nach der Herstellung zu schützen, ist der Magnetkörper bei 64 geschlitzt, und das Ringglied 33 kann zweckmäßig mit einem mit 65 in Fig. 2 bezeichneten Ausschnitt von kleinem. Querschnitt versehen sein. Nachdem die Verbindungen hergestellt worden sind, werde. diese Schlitze mit einem isolierenden Klebemittel, wie beispielsweise Epoxyharz, ausgefüllt, wie in Fig.1 mit 66 dargestellt ist.The electrical lines 60 and 61 are led to the coupling through radially protruding retaining mile 31 of the stationary disk 30. The supply line 60 is shown in FIG. 1 with the stationary outer race 41 of the inner bearing and the circumferential inner race 40 of this bearing is shown connected at 62 to one end of the magnetic coil 13. The other supply line 61 is connected in a similar manner to the stationary inner race 50 of the outer bearing and the circumferential outer race 51 of the bearing in FIG. 1 at 63 to the other end of the magnetic coil 13. In order to facilitate the production of these connections and furthermore to protect them after production, the magnet body is slotted at 64, and the ring member 33 can expediently be provided with a cutout of small size indicated by 65 in FIG. Be provided cross-section. After the connections have been made, I'll. these slots are filled with an insulating adhesive such as epoxy resin, as shown at 66 in FIG.

Es ist für den Zweck der Erfindung wichtig, daß besondere elektrische Verbindungen zwischen den entsprechenden Laufringen eines jeden Lagers durch ihre Kugeln 42 und 52 aufrechterhalten werden. Gemäß der Erfindung sind deshalb Mittel für eine ständige Ausübung einander entgegengesetzt gerichteter axialer Druckbelastungen auf die beiden Laufringe eines jeden Lagers vorgesehen, um diese in der entsprechenden Lage zu halten. Aus Fig.3, welche die Teile mit den Kopfschrauben 23 in loser Verbindung zeigt, ist ersichtlich, daß ein Zwischenraum 67 zwischen Ring 25 und Halter 22 vorhanden ist, der durch die relative Lage der Teile durch Schulter 45 und Flansche 36, 35 und 55 hervorgerufen wird. Die innere Fläche der Scheibe 30 ist radial außen ausgenommen, so daß ein Zwischenraum 68 zwischen: der Scheibe 30 und dem Laufring 40 des inneren Lagers gebildet wird. Der Zwischenraum 68, der größer ist als der Betrag einer möglichen Durchbiegung in dem Lager, wird durch die relative Lage des Ringgliedes 33, Halters 22 und des Führungsteiles 44 des Halters gewonnen. Es maß dafür Sorge getragen werden, daß ein genauer, aber gleicher Zwischenraum 68 sichergestellt wird, um keinen axialen Druck auf das Laufringglied 40 auszuüben, der darüber hinaus noch die Abdichtungseigenschaften der Scheibe 30 schädlich beeinflussen kann. Wenn die Kopfschrauben 23 angezogen werden, um den Ring 25 .gegen den Halter 22 gemäß Fig. 1 zu bringen, werden die Teile, insbesondere der Außenring 25, .das Ringglied 33 und die Lager, in solch einer Weise beansprucht, daß die gewünschte axiale Druckbelastung auf den äußeren Laufring eines jeden Lagers mit Bezug auf den entsprechenden inneren Laufring ausgeübt wird. Die Belastung der Laufringe kann im einzelnen wie folgt gekennzeichnet werden: Das Anziehen der Kopfschrauben 23 drückt den Ring 25 gegen den Halter 22 und schließt im wesentlichen den Zwischenraum 67. Die axiale Verschiebung des Ringes 25 übt durch den Flansch 55 eine axiale Druckbelastung auf den äußeren Laufring 51 des äußeren Lagers aus, die ihrerseits durch die Kugeln 52 auf den inneren Laufring 50 und von dort auf die Schulter 36,des Ringgliedes 33 übertragen wird. Durch den Druck auf das Ringglied 33 wird dieses gegen den Halter 22 bewegt und nimmt dabei einen Teil des Zwischenraumes 67 in: einer Größe auf, die im wesentlichen ,gleich der den Lagern innewohnenden möglichen, Verschiebung ist. Die axiale Bewegung des Ringgliedes 33 wird auf die Scheibe 30 wegen ihrer Verbindung mit dem Ring 33 durch die Schraubmittel34 übertragen. Dadurch stützt sich der Teil der Fläche der Scheibe 30, der nahe der Ausnehmung 68 liegt, unter Druck gegen den äußeren Laufring 41 des inneren Lagers ab. Der auf den Laufring 41 ausgeübte axiale Druck wird durch die Kugeln 42 auf den inneren Laufring 40 übertragen, und dieser auf den inneren Laufring 40 ausgeübte Druck ist dem Eingriff der Schulter 45 des. Halters 22 mit dem Laufring entgegengerichtet. Infolgedessen werden die Kugeln 42 und 52 ständig in dem gewünschten elektrischen Eingriff mit beiden Laufringen unter Belastung gehalten.It is important for the purpose of the invention that particular electrical connections be maintained between the respective races of each bearing through their balls 42 and 52. According to the invention, means are therefore provided for a constant exertion of oppositely directed axial pressure loads on the two races of each bearing in order to keep them in the appropriate position. From Figure 3, which shows the parts with the head screws 23 in a loose connection, it can be seen that there is an intermediate space 67 between ring 25 and holder 22, which by the relative position of the parts by shoulder 45 and flanges 36, 35 and 55 is caused. The inner surface of the disc 30 is recessed radially outward so that a gap 68 is formed between: the disc 30 and the race 40 of the inner bearing. The gap 68, which is greater than the amount of possible deflection in the bearing, is obtained by the relative position of the ring member 33, holder 22 and the guide part 44 of the holder. Care had to be taken to ensure that an exact, but identical, intermediate space 68 is ensured in order not to exert any axial pressure on the raceway member 40 which, moreover, can adversely affect the sealing properties of the disk 30. When the head screws 23 are tightened to bring the ring 25. Against the holder 22 according to FIG Compressive load is applied to the outer race of each bearing with respect to the corresponding inner race. The load on the races can be characterized in detail as follows: Tightening the head screws 23 presses the ring 25 against the holder 22 and essentially closes the gap 67. The axial displacement of the ring 25 exerts an axial pressure load on the outer one through the flange 55 Race 51 of the outer bearing, which in turn is transmitted through the balls 52 to the inner race 50 and from there to the shoulder 36 of the ring member 33. As a result of the pressure on the ring member 33, this is moved against the holder 22 and thereby takes up a part of the space 67 in a size which is essentially equal to the possible displacement inherent in the bearings. The axial movement of the ring member 33 is transmitted to the disk 30 because of its connection to the ring 33 by the screw means 34. As a result, that part of the surface of the disc 30 which is close to the recess 68 is supported under pressure against the outer race 41 of the inner bearing. The axial pressure exerted on the race 41 is transmitted through the balls 42 to the inner race 40, and this pressure exerted on the inner race 40 opposes the engagement of the shoulder 45 of the retainer 22 with the race. As a result, the balls 42 and 52 are maintained in the desired electrical engagement with both races under load at all times.

Die Vorrichtung nach der Erfindung ist nicht speziell auf die in Fig. 1 dargestellte elektromagnetische Kupplung beschränkt, sondern sie ist auf die verschiedensten Ausführungsformen von elektromagnetischen Kupplungen unabhängig von den besonderen Kupplungs- und Antriebsmitteln zwischen den beiden Hauptteilen anwendbar. Dieses ist in Fig.4 dargestellt, die eine Vorrichtung von der gleichen Ausführungsform in Verbindung mit den Fig. 1 bis 3 zeigt, die auf dem Magnetkörper 70 einer elektromagnetischen Scheibenkupplung angeordnet ist und mit Scheiben 71 und einem Armstern 72 an dem angetriebenen Getriebeteil 73 angebracht ist. Die besondere Ausführungsform der Kupplung 70 bis 72 ist nicht Gegenstand der Erfindung. Die Erfindung ist in gleicher Weise anwendbar, ganz gleichgültig, ob sie eine einzige oder eine Mehrzahl von Scheiben oder andere Formen von Reibungsgliedern zur Ausführung der Triebverbindung zwischen den beiden Kupplungsteilen enthält.The device according to the invention is not specifically limited to the electromagnetic clutch shown in Fig. 1, but it is applicable to the most varied of embodiments of electromagnetic clutches regardless of the particular clutch and drive means between the two main parts. This is illustrated in Figure 4, showing an apparatus of the same embodiment in conjunction with FIGS. 1 to 3, an electromagnetic clutch is disposed on the magnetic body 70 and fitted with washers 71 and a Armstern 72 at the driven gear portion 73 is. The particular embodiment of the coupling 70 to 72 is not the subject of the invention. The invention can be used in the same way, regardless of whether it contains a single or a plurality of disks or other forms of friction members for carrying out the drive connection between the two coupling parts.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Low-friction device for transmitting excitation current on the rotating solenoid of an electromagnetic clutch, which one with the coil contains rotating holder and with a pair electrically against each other insulated bearings, each of which is electrically conductive, complementary Having races with electrically conductive elements therebetween, wherein a raceway of each bearing on the holder rotatably attached to it and electrically. with the corresponding coil end is connected, while the other races are connected to the stationary ones electrical lines are connected, characterized in that a raceway of each bearing with respect to the other race under constant axial pressure stands to keep the races in electrical contact with the associated members to keep.

2. Device according spoke 1, characterized in that the pair Bearings on the holder (22) are arranged concentrically to one another and each bearing has inner and outer races in the radial direction, with the radial Towards the outermost and innermost races (40, 51) each with one end of the spool connected and attached to the holder with reference to the two stationary idler rings (41, 50) are rotatably attached.

3. Apparatus according to claim 2, characterized by a pair of electrical leads (60, 61) coming from a stationary member (30) are carried isolated from each other and with the outer race of the inner Bearing and the inner race of the outer bearing are connected.

4. Device according to claim 2 or 3, characterized in that the clamping means (23, 25) open the outermost race (51) exert an axial force while the innermost race axially supported against the holder (22) and the intermediate races (41, 50) by insulating members (33, 30) are connected to each other, whereby both bearings have the same axial pressure are subject. Publications considered: German Patent Specifications No. 740 378, 745 631, 890 087; German interpretative document No. 1009 279.