DE1273277B - Elektromagnetisch betaetigte Zahnkupplung mit einer Reibungskupplung - Google Patents

Description

• Elektromagnetisch betätigte Zahnkupplung mit einer Reibungskupplung Die Erfindung bezieht sich auf eine elektromagnetisch betätigte Zahnkupplung mit einer Reibungskupplung, die bei Erregung des Magnetkörpers auf eine erste Stufe die mit je einem Zahnkranz versehene treibende und getriebene Kupplungshälfte auf Drehzahlgleichlauf bringt und erst nach weiterem Erregen des Magnetkörpers auf eine zweite Stufe die Zahnkränze einrückt.
• Derartige Kupplungen sind bereits bekannt. Nachteilig bei ihnen ist, daß die Zahnkupplung versuchen muß, bei belasteter Reibungskupplung einzurücken, was ihr jedoch in dem Fall, daß beim Einrückvorgang Zahnkopf auf Zahnkopf trifft, so gut wie nie gelingt.
• Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine Kupplung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei der der vorstehende Nachteil nicht vorhanden ist. Die Erfindung löst die Aufgabe dadurch, daß eine mit einem an der axial verschiebbaren und den einen Zahnkranz tragenden Ankerscheibe befestigten Reibring zusammenwirkende Reibungskupplungshälfte auf der axial feststehenden Zahnkupplungshälfte drehfest, aber entgegen der Kraft einer Feder axial verschiebbar angeordnet ist, so daß gleichzeitig mit dem Erregen des Magnetkörpers auf die zweite Stufe die Zahnkupplung eingerückt und die Reibungskupplung ausgerückt wird.
• Durch die Erfindung ergibt sich somit der Vorteil, daß beim Einrückvorgang der Zahnkupplung an der Reibungskupplung ein drehmomentfreier Zustand bzw. eine Entlastung eintritt, wodurch für den Fall, daß Zahnkopf auf Zahnkopf trifft; eine wesentlich größere Gewähr dafür gegeben ist, daß die, Zahnkupplung doch noch einrückt.
• In der Zeichnung sind zwei als Beispiele dienende Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes dargestellt.
• A b b. 1 ist das Schnittbild einer Kupplung mit umlaufendem Elektromagnet, das in der oberen Hälfte die Kupplung im ausgerückten und in der unteren Hälfte im eingerückten Zustand zeigt; A b b. 2 ist der Längsschnitt einer Kupplung mit feststehendem Elektromagnet im ausgerücktem Zustand.
• In beiden Abbildungen sind gleiche und einander entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
• Die Kupplungen nach den A b b. 1 und 2 besitzen beide eine Ankerscheibe 1, die mittels einer Längsverzahnung 2 axial verschiebbar, aber unverdrehbar auf einer Nabe 3 gelagert ist. Die Nabe 3 ist mit der zu kuppelnden Welle 4 durch einen Keil 5 fest verbunden. Der Verschiebeweg der Ankerscheibe 1 in Ausrückrichtung ist durch einen in die Nabe 3 eingesetzten Sperring 6 begrenzt, gegen den sich ein in der Ankerscheibe 1 durch einen in dieser sitzenden Mitnehmerring 7 gehaltener und geführter Druckring 8 unter der Einwirkung von Rückstellgliedern, hier Federn 9, anlegt. Die Federn 9 schieben den Druckring 8, der stets an dem Mitnehmerring 7 anliegt, und damit die Ankerscheibe 1, wenn keine Magnetkraft auf diese einwirkt, gegen den auf der Nabe 3 sitzenden Sperring 6 zurück (siehe Stellung obere Hälfte A b b. 1 und 2). An dieser Stirnseite trägt die Ankerscheibe 1 nahe ihrem Umfang einen zweckmäßigerweise auch elektrisch isolierende Eigenschaften besitzenden Reibring 10 und in diesem, konzentrisch zu ihm angeordnet, einen Zahnkranz 11. Die freie Stirnfläche des Reibringes 10 ragt über die Ebene des Zahnkranzes 11 hinaus.
• Bei der Ausführungsform nach A b b. 1 ist auf der zweiten Welle 12, ebenfalls mittels eines Keiles 13 eine Nabe, fest aufgesetzt, die auf einem an ihrem äußeren Ende befindlichen Flansch 15 zwei gegeneinander isolierte Schleifringe 16 trägt. Mit dieser Nabe ist ein eine Magnetspule 17 enthaltender Magnetkörper 18 fest verbunden, der so ausgebildet ist, daß zwischen dem zylindrischen Teil 19 der Nabe und dem Magnetkörper 18 ein radialer Luftspalt 20 vorhanden ist. Dieser Luftspalt 20 verhindert ein Übertreten des Magnetflusses zur Welle 12.
• Der Magnetkörper 18 trägt an seiner der Ankerscheibe 1 zugewendeten Stirnseite einen mit dessen Zahnkranz 11 zusammenwirkenden Zahnkranz 21. Gegenüber dem Reibring 10 der Ankerscheibe 1 ist auf dem Magnetkörper 18 ein die zweite Hälfte der Reibungskupplung bildender ringförmiger Reibkörper 22 in einer Längsverzahnung 23 axial verschiebbar, aber unverdrehbar gelagert, der im Betrieb mit dem Reibring 10 zusammenwirkt. Der Reibkörper 22 weist an seiner rückwärtigen Stirnseite einen über die Längsverzahnung 23 radial nach innen in eine Eindrehung 30 des Magnetkörpers 18 vorspringenden Druckring 24 auf, der den Verschiebeweg des Reibkörpers 22 in Richtung auf die Ankerscheibe 1 zu begrenzt. Auf den Druckring 24 wirken im Magnetkörper 18 abgestützte und vorgespannte Druckfedern 25 ein, die dafür sorgen, daß der Reibkörper 22 stets dem Reibring 10 entgegengedrückt ist.
• Die Magnetspule 17 ist so in dem Magnetkörper angeordnet, daß sie innerhalb des von dem Zahnkranz 21 eingenommenen Ringbereiches liegt und ihr radialer Abstand von dem Luftspalt 20 größer ist als ihr Abstand A von dem Grund der Eindrehung 30. Damit ist hier ein Engpaß geschaffen, der bei einer höheren Erregung den Magnetfluß zwingt, infolge der Sättigung des Engpasses A seinen Weg in gestrichelter Richtung durch den Druckring 24, den Reibkörper 22, die Zahnkränze 21 und 11 und die Ankerscheibe 1 zu nehmen. Bei niedriger Erregung verläuft der Magnetfluß nach der strichpunktierten Linie durch den Engpaß A, die Zahnkränze 21 und 11 und die Ankerscheibe 1.
• Die Kupplung nach A b b. 2 weist einen feststehenden, im wesentlichen ringförmigen Magnetkörper 26 auf, der an einem ortsfesten Maschinenteil od. dgl. angebracht ist. Die mit der Ankerscheibe 1 zusammenwirkende Kupplungshälfte besteht aus einem auf der Welle 12 sitzenden Tragkörper 27, der eine über den Magnetkörper 26 greifende Ringnut besitzt, die so breit und tief ist, daß nach dem Zusammenbau zwischen dem Magnetkörper 26 und dem Tragkörper 27 nur geringe axiale und radiale Luftspalte 28 vorhanden sind. Gegenüber der Magnetspule 17 ist in den den Boden der Ringnut bildenden Teil des Tragkörpers 27 ein durchgehender Ring 29 aus nicht magnetisierbarem Material eingesetzt. Der Engpaß für den Magnetfluß ist hier der Querschnitt A1 der äußeren Wand des ortsfesten Magnetkörpers 26. Die übrige Ausbildung und Ausrüstung des Tragkörpers 27 ist gleich der des Magnetkörpers 18 (A b b. 1).
• Zum Einrücken der Kupplung im asynchronen Lauf der Wellen 4 und 12 (Zustand A b b. 1, obere Hälfte und A b b. 2) wird zunächst eine Erregung (strichpunktierte Linie) angewendet, die bewirkt, daß die Ankerscheibe 1 nur so weit angezogen wird, daß der Reibring 10 mit dem Reibkörper 22 in Reibungsschluß kommt. Die Zahnkränze 11 und 21 stehen hierbei noch berührungsfrei voreinander. Der Reibkörper 22 kann dem von Reibring 10 auf ihn ausgeübten Anpreßdruck wegen der Vorspannung der Druckfedern 25 nicht nachgeben, so daß schlupfend ein Drehmoment übertragen wird, das bis zum Synchronlauf der Wellen 4 und 12 führt. Sobald der Synchronlauf erreicht ist, wird die höhere Erregung (gestrichelte Linie) eingeschaltet. Die Magnetkraft zieht dann den Druckring 24 und zusammen mit ihm den Reibkörper 22 unter Zusammenpressung der Druckfedern 25 in die in A b b. 1, untere Hälfte, gezeichnete Lage zurück. Die Ankerscheibe 1 rückt nun so weit nach, bis die Zahnkränze 11 und 21 ineinander greifen. Die Kupplung ist damit geschlossen.
• Die durch den Reibring 10, den Reibkörper 22 und den Druckring 24 gebildete Einscheiben-Reibungskupplung kann bei entsprechender Ausbildung der Ankerscheibe 1 als Außenkörper auch durch eine Lamellenkupplung ersetzt werden.

Claims (1)

1. Patentansprüche: Elektromagnetisch betätigte Zahnkupplung mit einer Reibungskupplung, die bei Erregung des Magnetkörpers auf eine erste Stufe die mit je einem Zahnkranz versehene treibende und getriebene Kupplungshälfte auf Drehzahlgleichlauf bringt und erst nach weiterem Erregen des Magnetkörpers auf eine zweite Stufe die Zahnkränze einrückt, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit einem an der axial verschiebbaren und den einen Zahnkranz (11) tragenden Ankerscheibe(1) befestigten Reibring (10) zusammenwirkende Reibungskupplungshälfte (22, 24) auf der axial feststehenden Zahnkupplungshälfte (17, 18, 21; 21, 27, 29) drehfest, aber entgegen der Kraft einer Feder (25) axial verschiebbar angeordnet ist, so daß gleichzeitig mit dem Erregen des Magnetkörpers (17, 18; 17, 26) auf die zweite Stufe die Zahnkupplung (1, 11, 17, 18, 21; 1, 11, 21, 27, 29) eingerückt und die Reibungskupplung (1, 10, 22, 24) ausgerückt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 1033 467, 1073 249; deutsche Auslegeschrift Nr. 1058 321; deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1708 561; österreichische Patentschrift Nr. 211112; britische Patentschrift Nr. 670 959.