DE904737C - Insbesondere fuer den Antrieb von Flurfoerdergeraeten und aehnlichen kleineren Kraftfahrzeugen geeignete elektromagnetische Kupplung - Google Patents

Description

• Insbesondere für den Antrieb von Flurfördergeräten und ähnlichen kleineren Kraftfahrzeugen geeignete elektromagnetische Kupplung Die Erfindung bezieht sich auf elektromagnetische Kupplungen, insbesondere für den Antrieb von Flurfördergeräten und ähnlichen kleineren Kraftfahrzeugen. Durch Stromzufuhr zur Feldwicklung des einen Kupplungsteils erzeugt man in diesem einen Wirbelstrom, unter dessen induktiver Einwirkung der andere Kupplungsteil kraftschlüssig mit einem gewissem Schlupf mitgenommen wird. Dieser Schlupf gewährleistet ebenso wie bei Reibungskupplungen ein sanftes Ansprechen der Kupplung. Im Gegensatz zu Reibungskupplungen unterliegen aber elektromagnetische Kupplungen praktisch keinem Verschleiß außerdem besteht bei ihnen keine Bruchgefahr, da die Kraftübertragung allein von der Feldstärke des erregten Kupplungsteils abhängt und man diese sehr bequem einregeln kann. Trotz dieser großen Vorzüge haben sich elektromagnetische Kupplungen im Fahrzeugbau bisher nicht einbürgern können. Die Ursache hierfür ist wahrscheinlich darin zu sehen daß die bekannten elektromagnetischen Kupplungen im Vergleich zu Reibungskupplungen gleicher Leistung zuviel Platz beanspruchen und insbesondere hinsichtlich der Lagerung ihrer beweglichen Teile zu empfindlich sind.
• Die Erfindung bezweckt, unter Vermeidung dieser Nachteile eine elektromagnetische Kupplung zu schaffen, die wegeni ihrer gedrängten und. stabilen Bauart für den Fahrzeugantrieb besonders, geeignet und außerdem noch als Wendegetriebe ausgebildet ist. Sie besteht im wesentlichen darin, daß zwei gleichachsige, abwechselnd unter Strom zu setzende oder gemeinsam abschaltbare hohlringartige Polschuhe mit Feldwicklung mit einer Antriebswelle in starrer Verbindung stehen und der eine Polschuh auf einen mit einer Antriebswelle starr verbundenen Rotor und der andere Polschuh auf einen mit einer drehbar auf der Abtriebsweile gelagerten Hülse starr verbundenen Rotor kraftschlüssig einwirkt. Dabei ist der erste Rotor unmittelbar und der andere Rotor unter Einschaltung eines Umkehrtriebes mit dem anzutreibenden drehbaren Maschinenteil paarschlüssig verbunden. Als Antriebswelle der Kupplung kann beispielsweise die Kurbelwelle der Antriebsmaschine eines Fahrzeuges dienen, gegebenenfalls unter Einschaltung eines Übersetzungsgetriebes. Der anzutreibende Maschinenteil kann beispielsweise die Kardanwelle des Fahrzeuges sein. Man kann aber auch zweckmäßig jedes Treibrad des Fahrzeuges mit einer besonderen Kupplung nach der Erfindung ausrüsten, gegebenenfalls durch Einbau eines Kegelradtriebes zwischen die Abtriebswelle der Kupplung bzw. ein dieser nachgeschaltetes Vorgelege und die Radwelle oder -nabe. Durch Anordnung einer geeigneten Steuereinrichtung läßt sich die Stromzufuhr zu jeder Radkupplung in zwangsläufiger Abhängigkeit von der Stellung des Lenk-oder Steuerrades des Fahrzeuges leicht selbsttätig einregeln. Bei Kurvenfahrten erhält dann das auf der Kurveninnenseite liegende Treibrad durch Verminderung der Stromzufuhr zu seiner Kupplung ein entsprechend geringeres Drehmoment als das Außentreibrad. Durch Ab- oder Umschalten seiner Kupplung kann man auf das innenliegende Treibrad bei ungestört weiterlaufender Antriebsmaschine entweder keine oder sogar eine im gegenläufigen Drehsinn wirkende Kraft übertragen. Dadurch wird ein Wenden des Fahrzeuges auf engstem Raum ermöglicht und der Reifenverschleiß auch beim Durchfahren scharfer Kurven auf ein Mindestmaß verringert. Wenn man im Fahrzeugantrieb noch ein Übersetzungsgetriebe vorsehen will, braucht dieses nur ein einfaches Stufengetriebe ohne den oder die bisher notwendigen Rückwärtsgänge zu sein. Im allgemeinen kann man ganz auf das Übersetzungsgetriebe verzichten, da eine elektromagnetische Kupplung das Drehmoment der Antriebswelle je nach der Felderregung in beliebigem Maße auf die Abtriebswelle zu übertragen vermag. Die erfindungsgemäße Kupplung läßt sich wegen ihrer gedrängten und stabilen Bauart und ihrer gleichzeitigen Ausbildung als Umkehr- oder Wendegetriebe mit Vorteil auch bei ortsfesten Antrieben verwenden.
• Weitere Einzelheiten der Erfindung sind an Hand des in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiels erläutert. Es ist ein Querschnitt durch eine elektromagnetische Kupplung in Zwillingsausführung für den unabhängigen Antrieb zweier gleichachsiger drehbarer Maschinenteile, beispielsweise der Treibräder eines Fahrzeuges, dargestellt. Jede der beiden im ganzen mit 39 bzw. 4O bezeichneten Kupplungen befindet sich in einem Gehäuse 55, wobei beide Gehäuse zu einer baulichen Einheit zusammengefaßt sind. Die Antriebswelle 56 jeder Kupplung steht, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines Stufengetriebes, mit der Kurbelwelle einer Antriebsmaschine in paarschlüssiger Verbindung. Aus der Kupplung 4O sind die mit der Antriebswelle starr verbundenen und sämtliche elektromagnetischen Kupplungsteile fortgelassen; die nachfolgende Beschreibung bezieht sich in erster Linie daher auf die Kupplung 39.
• Das freie Ende der Antriebswelle 56 trägt einen radialen Ringflansch 57 und eine Hohlnabe 58, in der das benachbarte freie Ende 6O der Abtriebswelle 6I auf einem Kugellager 59 läuft. An dem Ringflansch 57 ist ein als Polschuh dienender Hohlring 63 mit Feldwicklung 66 und an diesem mittels eines Verbindungsringes 65 ein ähnlicher gleichachsiger Hohlring 64 mit Feldwicklung 67 starr, aber lösbar befestigt. Zum Abschluß des zweiten Polschuhs 64 dient ein abnehmbarer Deckel I64. Der Flansch 57, die beiden Polschuhe 63 und 64 mit ihrem Verbindungsring 65 und der Deckel I64 bilden somit ein geschlossenes, im ganzen mit 62 bezeichnetes Gehäuse. Das Gehäuse 62 dreht sich in zwangsläufiger Abhängigkeit von der Rotation der Antriebswelle 56 im Kupplungsgehäuse 55 frei und ist in der üblichen Weise mit Belüftungsöffnungen versehen. Innerhalb des ringartigen Polschuhs 63 und von ihm durch einen möglichst schmalen Luftspalt getrennt liegt eine als Rotor dienende und auf der Abtriebswelle 6I aufgekeilte Ringscheibe 7I, deren verlängerte Nabe 74 ein Kugellager 75 trägt. Auf diesem läuft mit ihrem einen Ende eine zur Abtriebswelle gleichachsige zylindrische Hülse 73, die mit ihrem anderen Ende auf einem Kugellager 79 an denn abnehmbaren Deckel 78 des Gehäuses 55 gelagert ist. Im Bereich des Polschuhs 64 trägt die Hülse 73 eines als Rotor dienende Ringscheibe 76 und unterhalb dieser Scheibe ein Kugellager 78', auf dem der Deckel I64 des drehbaren Gehäuses 62 läuft. Jeder der mit Polstücken 72 bzw. 77 an ihrem äußeren Umfang ausgerüsteten Rotomen 7I bzw. 76 bildet zusammen mit dem zugehörigen Polschuh 63 bzw. 64 eine elektromagnetische Wirbelstromkupplung R bzw. F.
• Auf der Abtriebsseite der Kupplung ist die Welle 6I mit ihrem Ende 62 auf einem Kugellager 85 einer Deckelkappe I79 des Kupplungsgehäuses 55 drehbar gelagert und auf ihr ein Stirnrad 83 aufgekeilt, das mit dem Zahnkranz 84 eines Doppelstirnrades 9I im Eingriff steht. Der andere Zahnkranz 8O des auf der anzutreibenden Wolle 8I starr befestigten Doppelrades, 9,i kämmt mit einem am Gehäuse 55 drehbar gelagerten Zwischenrad 88 und dieses mit einem auf [der Hülse 73 aufgekeilten Stirnrad 78". Die Stromzufuhr zu den Feldwicklungen 66 und 67 der Polschuhe 63 und 64 erfolgt durch ortsfest am Gehäuse 55 angeordnete Kollektorringe 166 bzw. 167. Ihr Anschluß an eine äußere Stromquelle, beispielsweise an dieFahrzeugbatterie, ist so ausgebildet, daß die Kupplungen R und F entweder abwechselnd unter Strom zu setzen oder gemeinsam abzuschalten sind. Das Maß der jeweiligen Stromzufuhr und damit der Teilbetrag des von der Antriebswelle 56 abzunehmenden Drehmomentes läßt sich durch Einbau eines Vorschaltwiderstandes in die Anschlußleitung der Kollektorringe leicht und bequem regeln.
• Erhält bei rotierender Antriebswelle 56 die Wirbelstromkupplung R Strom, so wird über diese die Abtriebswelle 6I im gleichen Drehsinn mitgenommen und überträgt ihr Drehmoment über das Vorgelege 83, 84 im umgekehrten Drehsinn auf die Welle 8I. Bei Stromzufuhr zur Kupplung F unter gleichzeitiger Abschaltung der Kupplung R wird die Hülse 73 in ähnlicher Weise im gleichen Drehsinn wie die Antriebswelle 56 mittgenommen und überträgt ihr Drehmoment auf die Welle 8I über das Vorgelege 78", 88, 8O. Infolge der Zwischenschaltung des als Umkehrtrieb dienenden Rades 88 dreht sich die Welle 8I in diesem Fall aber im gleichen Sinn wie die Hülse 73 bzw. die Antriebswelle 56.
• Aus Herstellungsgründen ist es zweckmäßig, für die Rotoren 7I und 76 das gleiche Baumodell zu verwenden. Das gleiche gilt für die Ausführung der Polschuhe 64 und 63 sowie der Kollektoorringe I66 und I67. Zur Befestigung des Rotors 7I an der Abtriebswelle 6I dient daher ein auf deren Mittelteil 7O aufgekeilter Nebenteil 74, an dem das Kugellager 75 ebenso wie alle anderen Kugellager der Kupplung abnehmbar angeordnet ist.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: I. Insbesondere für den Antrieb von Flurfödergeräten und ähnlichen kleineren Kraftfahrzeugen geeignete elektromagnetische Kupplung, dadurch gekennzeichnet, daß zwei gleichachsige abwechselnd unter Strom zu setzende oder gemeinsam abschaltbare hohlringartige Polschuhe (63, 64) mit Feldwicklung (66, 67) mit einer Antriebswelle (56) in starrer Verbindung stehen und der eine Polschuh (63) auf einen mit einer Abtriebswelle (6I) starr verbundenen Rotor (7I) und der andere Polschuh (64) auf einen mit einer drehbar auf der Abtriebswelle gelagerten Hülse (73) starr verbundenen Rotor (76) kraftschlüssig einwirkt, wobei der erste Rotor (7I) unmittelbar und der andere Rotor (76) unter Einschaltung eines Umkehrtriebes (88) mit dem anzutreibenden drehbaren Maschinenteil (8I) paarschlüssig verbunnden sind.
2. 2. Kupplung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtriebswelle und die auf ihr drehbar gelagerte Hülse über je ein Vorgelege (83, 84 bzw. 78", 88, 8O) mit dem anzutreibenden Maschinenteil in paarschlüssiger Verbindung stehen.
3. 3. Kupplung nach den Ansprüchen I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Polschuh (63) an einem radialen Ringflansch (57) der Antriebswelle und der andere Polschuh (64) an dem ersten mittels eines axialen Verbindungsringes (65) starr angeordnet ist und beide Polschuhe zusammen mit dem Ringflansch, dem Verbindungsring und einem auf der Hülse drehbar gelagerten Deckel (I64) ein mit Belüftungsöffnungen versehenes geschlossenes Gehäuse (62) bilden.
4. 4. Kupplung nach den Ansprüchen I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromzufuhr zu den Feldwicklungen (66, 67) der drehbaren Polschuhe durch ortsfest am Kupplungsgehäuse (55) angeordnete Bürsten, Kollektorringe (I66, I67) od. dgl. erfolgt.
5. 5. Kupplung nach den Ansprüchen I bis 4, dadurch, gekennzeichnet, d'aß die Antriebswelle mit einer Hohlnabe (58) auf dem benachbarten Ende (6o) der Abtriebswelle (61), diese! mit ihrem anderen Ende (62) an dem Kupplungsgehäuse (55), die Hülse an einem Ende auf der Abtriebswelle und am anderen Ende an einer Querwand: (78) desi Gehäuses und der mit einem Polischuh (64) starr verbundene Deckel (164) auf der Hülse drehbar gelagert sind.