DE1600236A1

DE1600236A1 - Electromagnetically actuated clutch-brake assembly for machine tools, construction machinery or the like.

Info

Publication number: DE1600236A1
Application number: DE19661600236
Authority: DE
Inventors: Karl Rahrig
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1966-11-04
Filing date: 1966-11-04
Publication date: 1970-02-05

Description

Blektromagnetisch betätigbare Kupplung-Bremsanordnung für Werkzeugmaschinen, Baumaschinen od.dgl. Die Erfindung bezieht sich auf eine elektromagnetisch betätigbare Kupplung-Bremsanordnung für Werkzeugmaschinen, Baumaschinen od.dgle mit einer Kupplung zur Koppelung zweier Wellen sowie einer vorzugsweise gleichachsig angeordneten, durch Federkraft einschaltbaren, sich an einem ortsfesten Bauteil abstützenden Bremse für eine der Wellen und betrifft eine zweckmäßige und vorteilhafte Anordnung einer mit einer Bremse zusammenarbeitenden Kupplung in einem Getriebe.Electromagnetically actuated clutch-brake arrangement for machine tools, Construction machinery or the like. The invention relates to an electromagnetically actuatable Clutch-brake assembly for machine tools, construction machinery or the like with a clutch for coupling two shafts as well as one preferably coaxially arranged, Brake that can be switched on by spring force and is supported on a stationary component for one of the shafts and relates to an expedient and advantageous arrangement of a with a brake cooperating clutch in a transmission.

In Getrieben, insbesondere in Werkzeugmaschinengetrieben, werden vielfach zur Schaltung der einzelnen Gänge elektromagnetisch betätigbare Kupplungen und Bremsen verwendet, die oftmals in einem gemeinsamen. Getriebegehäuse eingebaut sind. Jede der Kupplungen und Bremsen ist bei den bekannten Ausführungen mit je einem Magnetkörper ausgestattet, so da.ß die Baugröße dieser Getriebe erheblich ist.In gears, especially in machine tool gears, are often Clutches and brakes that can be operated electromagnetically to shift the individual gears used, often times in a common. Gear housings are installed. Every the clutches and brakes is in the known designs with a magnet body each equipped so that the size of this gearbox is considerable.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine elektromagnetzsch betätigbare Kupplung-Bremsanordnung für Werkzeugmaschinen, Baumaschinen od.dgl. zu schaffen, die aus einer Kupplung zur Koppelung zweier Wellen sowie einer vorzugsweise gleichachsig angeordneten, durch Federkraft einschalt- ' baren sich an einem ortsfesten Bauteil abstützenden Bremse für eine der Wellen zusammengesetzt ist und die sehr klein baut und dennoch einen störungsfreien Betrieb gewährleistet.The object of the invention is therefore to provide an electromagnetically actuated clutch-brake arrangement for machine tools, construction machinery or the like. to create, which is composed of a coupling for coupling two shafts and a preferably coaxially arranged, switchable by spring force on a stationary component supported brake for one of the shafts and which is very small and yet ensures trouble-free operation.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß zwischen den Übertragungselementen_der Kupplung und der Bremse ein diesen gemeinsamer, mit einer Magnetspule versehener Magnetkörper angeordnet ist, der auf beiden Stirnflächen je zwei Polflächen aufweist.According to the invention, this is achieved in that between the transmission elements_der The clutch and the brake are provided with a magnetic coil which is common to these Magnet body is arranged, which has two pole faces on each of the two end faces.

Die der Bremse zugekehrten Polflächen des Magnetkörpers zur Unterbrechung des. magnetischen Kraftflusses können dabei zweckinä$igerweise in der Rückwand des Magnetkörpers durch Ausnehmungen oder durch Einsetzen eines unmagnetischen Werkstoffes, beispielsweise durch Einsetzen eines unmagnetischen Zwischenringes od.dgl., gebildet werden.The pole faces of the magnet body facing the brake for interruption The magnetic flux of force can expediently be in the rear wall of the Magnetic body through recesses or by inserting a non-magnetic material, For example, by inserting a non-magnetic intermediate ring or the like., Formed will.

Zur Betätigung der Bremse sind des weiteren Federn, beispielsweise Tellerfedern od. Schraubendruckfedern, vorzusehen, die zwischen deren Druckplatte und dem Magnetkörper angeordnet sind und sich unmittelbar an diesem abstützen.To actuate the brake are further springs, for example Disc springs or helical compression springs to be provided between their pressure plate and the magnet body are arranged and are supported directly on this.

Eine gemäß der Erfindung ausgebildete elektromagnetisch betätigbare Kupplung-Bremsanordnung zeichnet sich vor allem durch eine sehr kurze axiale Baulänge aus, da zwischen den Übertragungsgliedern der Kupplung und der Bremse lediglich ein einziger Magnetkörper anzuordnen ist. Gegenüber den vor® bekannten vergleichbaren Ausführungen kann somit bei der vorschlagsgemäßen Ausführung ein Magnetkörper eingespart werden, so daß des weiteren auch eine wirtschaftliche Herstellung gegeben ist.An electromagnetically operable one designed according to the invention Clutch-brake assembly stands out above all by a very short overall axial length, because between the transmission links of the coupling and the brake only needs to be arranged a single magnetic body. Compared to the vor® known comparable designs can thus with the proposed design a magnetic body can be saved, so that also an economical one Manufacturing is given.

Mit der erfindungsgemäßen Maßnahme wird aber nicht nur eine günstige Baugröße des Getriebes geschaffen, auch das Betriebsverhalten einer Kupplung-Bremsanordnung gemäß der Erfindung, bei der lediglich ein Magnetkörper verwendet wird, ist erheblich betriebssicherer und dessen Schaltzeiten sind erheblich kürzer als beiden bekannten Ausführungen mit zwei Magnetkörpern. Wird nämlich der Erregerstrom der Kupplung abgeschaltet, so bricht das magnetische Kraftfeld sehr rasch zusammen, da die Federkräfte der Bremse dem magnetischen Kraftfeld und dessen Remanenz entgegenwirken, so daß selbsttätig, ohne daß weitere Steuermittel erforderlich sind, sofort die Bremse eingerückt und das mit dieser verbundene Bau- 4 teil. abgebremet wird. Betriebsstörungen, die bisher bei der Synchronisation durch elektrische Schaltstörungen auftraten., sind somit nahezu ausgeschlossen.The measure according to the invention is not only a favorable one The size of the transmission created, including the operating behavior of a clutch-brake arrangement according to the invention, in which only one magnetic body is used, is significant more reliable and its switching times are considerably shorter than both known ones Versions with two magnetic bodies. That is, the excitation current of the clutch switched off, the magnetic force field collapses very quickly because of the spring forces the brake counteract the magnetic force field and its remanence, so that automatically, without further control means are required, the brake immediately indented and the component connected to this 4. is braked. Operational disruptions, which previously occurred during synchronization due to electrical switching faults., are therefore almost impossible.

Weitere Einzelheiten der gemäß der Erfindung ausgebildeten elektromagnetisch betätigbaren Kupplung-Bremsanordnung sind einem in der Zeichnung dargestellten AusfÜhrungsbeiapiel zu entnehmen. Die hierbei im Aaialschnitt gezeigte und mit Vbezeichnete Kupplung-Bremeanordnung besteht aus einer Kupplung 2 und einer Bremse 3, die auf den mittels eines Wälzlagers 29 drehbar aufeinander gelagerten Wellez4 und 5 beiderseits eines gemeinsamen mit einer Magnetepule 7 versehenen Magnetkörpers 6 angeordnet sind. Die Kupplung 2 ist als hamellenkupplung ausgebildet, und zwar dienen dazu die Außenlamellen 15, die in dem mit dem Magnetkörper 6 fest verbundenen Außenmitnehmer 13 geführt sind, und die Innenlamellen 16, die in die auf der Welle 5 angebrachte Verzahnung 14 eingreifen, sowie eine Ankerscheibe 17. Bei Anschluß der Magaetspule 7 des Magnetkörpers 6 an einen Stromkreis, z.8. mittels einer in dem Gehäuse 18 eingesetzten Stromzuführungsbürste 19 und einem Schleifring 20, wird die Ankerscheibe 17 durch die an den der Kupplung 2 zugekehrten Polflächen 9 und 10 austretenden magnetischen Kraftlinien angezogen, so daß über die Lamellen 15 und 16 eine kraftschlüssige Verbindung zwischen den Wellen 4 und 5, da der Magnetkörper 6 drehfest'auf der Welle 4 gelagert ist, hergestell o wird. 3 Auch die Bremse/ist als Reibungsbremse ausgebildet, wobei deren Außenlamellen 23 von einem an dem Gehäuse 18 angeschraubten und als Widerlager dienenden Außenmitnehmer 21 gehalten werden, während die Innenlamellen 24 der Bremse 3 von der auf der Welle 4 angebrachten Verzahnung 22 mitgenommen werden. Zur Erzeugung eines Kraftschlusses zwischen den Lamellen 23 und 24 ist hierbei eine Druckscheibe 25 vorgesehen, auf die sich am Magnetkörper 6 abstützende Federn 28 einwirken. Um den Luftspalt zwischen*der Druckscheibe 25 und dem Magnetkörper 6 möglichst klein zu halten, sind die Federn 28 in Ausnehmungen 26 und 27 der Druckscheibe 25 bzw. des Magnetkörpers 6 eingesetzt.Further details of the electromagnetically actuatable clutch-brake arrangement designed according to the invention can be found in an embodiment example shown in the drawing. The clutch-brake arrangement shown here in aaial section and denoted by V consists of a clutch 2 and a brake 3, which are arranged on shafts 4 and 5, which are rotatably mounted on one another by means of a roller bearing 29, on both sides of a common magnet body 6 provided with a magnet coil 7. The clutch 2 is designed as a hamellenkupplung, namely the outer disks 15, which are guided in the outer driver 13 firmly connected to the magnet body 6, and the inner disks 16, which engage in the toothing 14 attached to the shaft 5, and an armature disk 17. When connecting the Magaetspule 7 of the magnet body 6 to a circuit, z.8. By means of a power supply brush 19 and a slip ring 20 inserted in the housing 18, the armature disk 17 is attracted by the lines of magnetic force exiting on the pole faces 9 and 10 facing the clutch 2, so that a non-positive connection between the shafts 4 via the lamellae 15 and 16 and 5, since the magnet body 6 is rotatably mounted on the shaft 4, is produced. 3 The brake / is also designed as a friction brake, the outer disks 23 thereof being held by an outer driver 21 screwed to the housing 18 and serving as an abutment, while the inner disks 24 of the brake 3 are carried along by the toothing 22 mounted on the shaft 4. In order to generate a force fit between the lamellae 23 and 24, a pressure disk 25 is provided, on which springs 28 supported on the magnet body 6 act. In order to keep the air gap between the pressure disk 25 and the magnet body 6 as small as possible, the springs 28 are inserted into recesses 26 and 27 of the pressure disk 25 and the magnet body 6, respectively.

Außer mit den der Kupplung 2 zugekehrten Polflächen 9 und 10 ist der Magnetkörper 6 mit zwei weiteren Polflächen 11 und 12 versehen, von denen die magnetischen Kraftlinien in die Druckscheibe 25 übertreten können. Zur Bildung der Polflächen 11 und 12 ist in der Rückwand des Magnetkörpers 6 ein unmagnetischer Zwischenring 8 eingesetzt. Es ist aber auch möglich, zu dem gleichen Zweck in die Rückwand des Magnetkörpers 6 Ausnehmungen einzuarbeiten, durch die die magnetischen Kraftlinien gezwungen werden, in die Druc$-scheibe 25 überzutreten.Except with the clutch 2 facing pole faces 9 and 10 is the Magnet body 6 provided with two further pole faces 11 and 12, of which the magnetic Lines of force in the thrust washer 25 can pass. To form the pole faces 11 and 12 is a non-magnetic intermediate ring in the rear wall of the magnet body 6 8 used. But it is also possible, for the same purpose, to insert it into the rear wall of the Magnet body incorporate 6 recesses through which the magnetic lines of force be forced to step into the 25 pressure disk.

Wird bei der dargestellten Kupplung-Bremsanordnung, wobei als elektromagnetisch betätigbare Kupplung auch eine schleifringlose'Ausführung mit feststehendem Magnetkörper vorgesehen werden kann, der MagnetaPule 7 Erregdrstrom zugeführt, so wird die Ankerscheibe 17 der Kupplung 2 durch die sich ausbildenden magnetischen Kraftlinien nach rechts gezogen und es werden dadurch die Lamellen 15 und 16 zusammengepreßt, so daß, wie es bereits beschrieben wurde, die Wellen 4 und 5 kraftschlüssig miteinander gekuppelt sind. Außerdem wird dabei die Druckscheibe 25 entgegen der Kraft der federn 28 ebenfalls zum Magnetkörper 6, und zwar nach links hingezogen. Die Lamellen 23 und 24 der Bremse 3 werden, da auf sie die Kraft der Federn 28 nicht mehr einwirkt, voneinander abgehoben und die Welle 4 wird an einer Verdrehung nicht mehr gehindert. Beim Ausschalten des Zrregerstromes dagegen lösen sich die Damellen 15 und 16 der Kupplung 2 und die Bremse 3 wird sofort eingerückt, so daß die Welle 4 unmittelbar danach stillgesetzt wird. Die Schaltzeiten, die bei der selbsttätigen Umschaltung zur Abbremsung der Welle 4 erforderlich sind, sind äußerst kurz, da keine weiteren Steuermittel benötigt werden und das magnetische Kraftfeld beiderseits des Magnetkörpers 6 unterbrochen wird.Is used in the illustrated clutch-brake arrangement, being electromagnetic actuatable clutch also a version without slip rings with a fixed magnet body can be provided, the MagnetaPule 7 supplied excitation current, so the armature disk 17 of the clutch 2 to the right by the magnetic lines of force that are being formed pulled and it thereby the lamellae 15 and 16 are pressed together, so that how it has already been described, the shafts 4 and 5 are positively coupled to one another are. In addition, the thrust washer 25 is also counter to the force of the springs 28 to the magnet body 6, namely drawn to the left. The lamellae 23 and 24 of the brake 3 because the force of the springs 28 no longer acts on them, lifted from each other and the shaft 4 is no longer prevented from rotating. When the exciter current is switched off, however, the dams 15 and 16 of the Clutch 2 and the brake 3 is immediately engaged, so that the shaft 4 immediately is then shut down. The switching times for the automatic switchover are required to brake the shaft 4, are extremely short, since no further Control means are required and the magnetic force field on both sides of the magnetic body 6 is interrupted.

Claims

P atentan s -pr ü. chea 1. Electromagnetically actuated clutch-brake assembly for machine tools, construction machinery or the like. With f-iner coupling for coupling zc, ieier shafts as well as a preferably coaxially arranged, switchable by spring force and attached to a stationary one. Component supporting brake for one of the shafts, characterized in that a common magnet body (6) provided with a magnet coil (7) is arranged between the transmission elements (15, 16 or 23, 2 [) of the clutch 21 and the brake (3) is, which has two pole faces (9, 10 and 11, 12) on each of the two end faces.

2. Clutch-brake arrangement according to claim 1, characterized in that the brake (3) facing pole faces (119 12) of the magnet body (6) for interrupting the magnetic force flow are formed by recesses in the rear wall of the magnet body (6). 3, clutch-brake arrangement according to claim 1, characterized in that the brake (3 'facing pole surfaces (11, 12) of the magnet body (6) by inserting a non-magnetic material in the rear wall of the magnet body (6), for example by inserting a u .nagnetic intermediate ring (8) or the like. 4. Coupling assembly according to one of Claims 1 to 3, characterized in that there were springs (28) for actuating the wheel (3 ), for example cup springs, helical compression springs od "the like" are provided, which are arranged between their pressure plate (? a) and the magnetic body (6).