DE3126653C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektromagnetisch betätigbare Feder­ bandkupplung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige elektromagnetisch betätigbare Federbandkupplung ist beispielsweise aus der US-PS 39 74 902 bekannt. Bei dieser bekannten Kupplung liegt das freie Ende der Kupplungsfeder, die aus magnetischem Material besteht, im Luftspalt eines radialsymmetrischen Magnetkreises, der von einer Ringspule gesteuert wird, die die Kupplung umgibt. Bei dieser Kon­ struktion wird das freie Ende der Kupplungsfeder bei Erregung der Ringspule gegen einen relativ dazu bewegten Magnetkernteil gezogen, um die Feder um das zunächst lose von ihr umgebene Kupplungselement eng herumzuziehen. Bei Kupplungen dieser Art sind zwar keine getrennten Anker erforderlich wie bei anderen bekannten Federbandkupplungen (vgl. z. B. US-PS 40 30 584); ihre Magnetkreise tragen jedoch trotzdem beträchtlich zur Masse und Kompliziertheit der gesamten Kupplungsanordnung bei. Außerdem ist bei diesem Typ von Kupplungen auf jeden Fall eine Kupplungsfeder aus magnetisch permeablem Material erforderlich.

Ausgehend von diesem Stand der Technik, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Federbandkupplung anzugeben, die elektromagnetisch betätigbar ist, die einfach und billig aufgebaut ist und die selbst nach langem Gebrauch noch zu­ verlässig arbeitet.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Federbandkupplung durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patent­ anspruchs 1 gelöst.

Ein wichtiger Vorteil der Erfindung besteht dabei darin, daß weder ein koaxialer Anker noch eine Kupplungsfeder aus einem magnetisierbaren Material erforderlich ist.

Ein Elektromagnet ist mit seinen Polen angrenzend an die das ausgangsseitige Kupplungselement umgebenden Federteile an in Umfangsrichtung im Abstand voneinander befind­ lichen Stellen angeordnet, wobei entweder die Feder oder der ausgangsseitige Kupplungsteil oder beide Elemente aus magnetisierbarem Material bestehen, über welches ein magnetischer Kreis geschlossen werden kann. Die Erregung des Elektromagneten hat bei dieser Kupp­ lung zur Folge, daß die Pole die Feder festklemmen und deren gemeinsame Drehung mit dem eingangsseitigen Kupplungselement abbremsen, wodurch bewirkt wird, daß sich die Feder enger um das ausgangsseitige Kupplungs­ element schlingt und damit die Kupplung zum Eingriff bringt. Der Elektromagnet ist dabei vorzugsweise so montiert, daß er in Richtung auf die angrenzenden Fe­ derteile beweglich ist, wobei jedoch verhindert wird, daß sich der Elektromagnet weiter als um eine vorge­ gebene Strecke von den seinen Polen benachbarten Fe­ derbereichen wegbewegen kann.

Da bei dieser Kupplung winkelmäßig ver­ setzte bzw. in Umfangsrichtung im Abstand voneinander angeordnete Polstücke vorgesehen sind statt radial symmetrische Pole wie beim Stand der Technik, ist die resultierende Anordnung insgesamt einfacher und kompakter im Aufbau und billiger. Da erfindungsgemäß die Kupplungsfeder einfach zwischen dem ausgangssei­ tigen Kupplungselement aus magnetischem Material und dem relativ dazu beweglichen Magneten festgeklemmt werden kann, braucht die Kupplungsfeder selbst nicht aus magnetisierbarem Material zu bestehen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Zeichnungen noch näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Teil-Seitenansicht einer elektromagne­ tisch betätigbaren Kupplung gemäß der Er­ findung, wobei einige Teile im Schnitt dar­ gestellt sind, und

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Kupplung gemäß Fig. 1 längs der Linie 2-2 in dieser Figur.

Im einzelnen zeigt die Zeichnung eine erfindungsgemäße Schraubenfederkupplung 10 mit einem Eingangselement 12 und einem dazu koaxialen Ausgangselement 16, welches auf einer abgehenden Welle 20 sitzt. Das Eingangsele­ ment 12 kann durch zugeordnete Antriebseinrichtungen, wie z. B. ein Kettenrad 22, angetrieben werden, welches in Fig. 1 in strichpunktierten Linien eingezeichnet ist. Ein Federband bzw. eine Schraubenfeder 24 umgibt Be­ reiche 14 und 18 verringerten Durchmessers der Elemen­ te 12 bzw. 16 und ist an ihrem einen Ende mittels eines nach innen abgewinkelten Häkchens 26 mit dem Eingangs­ element 12 verbunden. Das an das Ausgangselement 16 angrenzende Ende der Feder ist dagegen frei. Man sieht, daß zum Befestigen des angetriebenen Endes der Feder 24 an dem Eingangselement 12 auch andere Befestigungs­ einrichtungen, wie z. B. ein Clip oder dergleichen, verwendet werden könnten. Solange das an das Ausgangs­ element 16 angrenzende Ende der Feder 24 frei ist, ergibt sich keine Kupplungswirkung, so daß sich das Ausgangselement 16 nicht gemeinsam mit dem Eingangs­ element 12 dreht.

Die Kupplung 10 wird mittels eines Elektromagneten 28 betätigt, der einen hufeisenförmigen Kern 30 mit zwei Polstücken 32 und 34 aufweist, deren Enden so geformt sind, daß sie auf einem Teilstück der Feder 24 laufen, welches das Ausgangselement 16 umgibt, und zwar vorzugsweise auf den von dem Eingangselement 12 abge­ wandten Endwindungen der Feder 24. Der Elektromagnet 28 ist in Fig. 1 und 2 horizontal im Abstand von der Kupplung 10 angeordnet, die Ausrichtung des Magneten 28 ist jedoch nicht besonders kritisch. Der Kern 30 ist von einer Spule 36 umgeben, die über einen norma­ lerweise offenen Schalter 38 mit einer Stromquelle 40 verbindbar ist. Der Elektromagnet 28 (bzw. dessen Kern 30) besitzt eine Verlängerung 42, die mit einem Schlitz 44 versehen ist, der im wesentlichen senkrecht zur Achse der Welle 20 verläuft. In den Schlitz 44 greift ein Teilstück verringerten Durchmessers eines statio­ nären Zapfens 46 ein, welcher der Halterung des Elektro­ magneten 28, beispielsweise an einem Rahmenelement 47, dient, derart, daß der Elektromagnet 28 auf die Welle 20 zu und von dieser weg bewegbar ist. Der Zapfen 46 hält den Elektromagneten 28 dabei ausreichend nah bei der Kupplung 10, um ein Anziehen des Magneten zu ge­ statten, wenn dieser erregt wird. Gleichzeitig ermög­ licht der Zapfen 46 ein lockeres Gleiten der Polstücke 32 und 34 des Kerns 30 auf der Feder 24. Die Feder 24 oder das Ausgangselement 16 oder vorzugsweise beide Elemente 16, 24 bestehen aus einem magnetisierbaren Material. Vorzugsweise weist ferner der Federdraht der Feder 24 einen rechteckigen Querschnitt auf, damit ein gleichmäßiger Verschleiß gewährleistet ist.

Die Feder 24 ist so dimensioniert, daß sie relativ locker um den Bereich 18 verringerten Durchmessers des Ausgangselementes 16 paßt, so daß die Feder bei nicht erregtem Magneten 28 relativ zu dem Ausgangs­ element 16 gleitet. Wenn der Elektromagnet 28 dann durch Schließen des Schalters 38 erregt wird, werden die Polstücke 32 und 34 des Kerns 30 von den benach­ barten Teilen der Feder 24 angezogen, und zwar ent­ weder aufgrund einer Magnetisierung der Feder selbst oder aufgrund der Magnetisierung des angrenzenden Be­ reichs des Ausgangselements 16 (oder aufgrund der Ma­ gnetisierung beider Elemente), so daß sich bezüglich der Feder eine abbremsende Reibung ergibt, die deren Drehung zusammen mit dem Eingangselement 12 entgegen­ wirkt. Das hat zur Folge, daß die angrenzenden Teile der Feder 24 sich um das Ausgangselement 16 herum fest­ ziehen und die Elemente 12 und 16 folglich miteinander kuppeln.

Claims (9)

1. Elektromagnetisch betätigbare Federbandkupplung mit einem ersten Kupplungsteil, mit einem zweiten Kupplungs­ teil, mit einer wendelförmigen Feder, die an dem einen Kupplungsteil befestigt ist und einen Federbereich auf­ weist, der den anderen Kupplungsteil umschlingt und bei nicht betätigter Kupplung gegenüber diesem anderen Kupp­ lungsteil frei drehbar ist, und mit elektromagnetischen Betätigungseinrichtungen mit mindestens einem Polstück, durch die zum Einkuppeln der Kupplung ein magnetischer Fluß in einem das Polstück enthaltenden magnetischen Kreis erzeugbar ist, um über das Polstück eine Brems­ kraft auf den frei drehbaren Federbereich auszuüben und diesen in Eingriff mit dem anderen Kupplungsteil zu bringen, dadurch gekennzeichnet, daß das Polstück (32, 34) als quer zu der durch den frei dreh­ baren Federbereich definierten Umfangsfläche bewegliches Polstück (32, 34) zum Festklemmen des frei drehbaren Federbereichs bezüglich des anderen Kupplungsteils (16) ausgebildet ist.

2. Federbandkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwei Polstücke (32, 34) vorgesehen sind, die angrenzend an den relativ zu dem zweiten Kupplungsteil (16) frei drehbaren Federbereich an in Umfangsrichtung im Abstand voneinander befind­ lichen Stellen vorgesehen sind, und daß beide Pol­ stücke (32, 34) durch die Betätigungseinrichtungen derart beeinflußbar sind, daß sie eine Bremskraft auf den frei drehbaren Federbereich ausüben, um die beiden Kupplungsteile (16, 18) miteinander zu kuppeln.

3. Kupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Polstücke (32, 34) Bestandteile eines Elektromagneten (28) sind und daß die Betätigungs­ einrichtungen elektrische Einrichtungen (38, 40) zum Speisen des Elektromagneten umfassen.

4. Kupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Positioniereinrichtungen (44, 46) vorgesehen sind, durch die der Elektromagnet (28) derart ge­ haltert ist, daß seine beiden Polstücke (32, 34) an in Umfangsrichtung im Abstand voneinander befind­ liche Stellen des frei drehbaren Federbereichs an­ grenzen und auf diese zu und von diesen weg bewegbar sind.

5. Kupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Positioniereinrichtungen (44, 46) derart ausgebildet sind, daß der Elektromagnet (28) nur um eine vorgegebene Strecke von dem frei drehbaren Federbereich weg bewegbar ist.

6. Kupplung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Elektromagnet (28) mindestens einen Bereich (42) mit einem Schlitz (44) aufweist und daß die Positioniereinrichtungen einen in den Schlitz (44) eingreifenden Zapfen (46) aufweisen.

7. Kupplung mit zwei um eine gemeinsame Achse dreh­ baren Kupplungsteilen nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektro­ magnet (28) einen U-förmigen Kern (30) aus magne­ tisierbarem Material mit einer Basis und zwei die beiden Polstücke (32, 34) bildenden Schenkeln auf­ weist, daß der Kern (30) mit Hilfe von Positionier­ einrichtungen (44, 46) derart gehaltert ist, daß die Schenkel in Richtung des frei drehbaren Feder­ bereichs vorstehen, daß die Basis des Kerns (30) eine Spule (36) trägt.

8. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (24) aus einem Feder­ band mit rechteckigem Querschnitt hergestellt ist.

9. Kupplung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die die Polstücke (32, 34) bildenden Enden der Schenkel des Kerns (30) an die Zylinderform der Feder angepaßt sind.