CH660775A5

CH660775A5 - ELECTROMAGNETIC CLUTCH MECHANISM, ESPECIALLY FOR WEAVING MACHINES.

Info

Publication number: CH660775A5
Application number: CH7005/82A
Authority: CH
Inventors: Jan Pajgrt; Miroslav Malousek
Original assignee: V U Koncernova Ucelova Org Zvs
Priority date: 1981-12-15
Filing date: 1982-12-02
Publication date: 1987-06-15
Also published as: GB2113321B; DE3242313C2; ATA448482A; CS232675B1; AT387437B; GB2113321A; DE3242313A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektromagnetischen Kupplungsmechanismus, insbesondere für Webmaschinen, welcher ein Paar von Elektromagneten enthält, zwischen welchen eine verschiebbar auf der Abtriebswelle gelagerte Reibscheibe angeordnet ist, welche innerhalb des elektromagnetischen Kupplungsmechanismus in einem Lager gelagert ist, wobei mindestens einem der Elektromagneten ein Rotor mit Reibungsbelag zugeordnet ist, welcher auf einer Welle gelagert ist. The present invention relates to an electromagnetic clutch mechanism, in particular for weaving machines, which contains a pair of electromagnets, between which a friction disk is slidably mounted on the output shaft and which is mounted in a bearing within the electromagnetic clutch mechanism, at least one of the electromagnets having a rotor Friction lining is assigned, which is mounted on a shaft.

Die elektromagnetischen Kupplungsmechanismen der Mechanismen des erwähnten Typs haben die Abtriebswelle in einem Lager gelagert, welches möglichst nah der Ebene der Reibscheibe angeordnet ist, und zwar deshalb, weil bei dieser Anordnung sich die Fertigungsungenauigkeiten der Lagerung der einzelnen Wellen im Gehäuse des Kupplungsmechanismus am wenigsten offenbaren. Dieses Lager dient in dem ganzen System als Gelenk. Während des Laufens des Kupplungsmechanismus, wenn einer der Elektromagneten eingeschaltet ist, wird dieses Lager der Abtriebswelle durch magnetischen Streufluss beansprucht, welcher aus dem Elektromagneten hervorgeht, über den Rotor und das Lager in die Mitnehmerscheibe und von dort in die Reibscheibe überläuft. The electromagnetic clutch mechanisms of the mechanisms of the type mentioned have the output shaft mounted in a bearing which is arranged as close as possible to the plane of the friction disk, because in this arrangement the manufacturing inaccuracies of the mounting of the individual shafts in the housing of the clutch mechanism are least revealed. This bearing serves as a joint in the entire system. While the clutch mechanism is running, when one of the electromagnets is switched on, this bearing of the output shaft is strained by magnetic leakage flux, which arises from the electromagnet, overflows via the rotor and the bearing into the driving disk and from there into the friction disk.

Dieser magnetische Streufluss verringert beträchtlich den Wirkungsgrad des Kupplungsmechanismus, sowohl in dem Kupplungs- als auch im Bremsteil. Dieser verringerte Wirkungsgrad muss durch Erhöhung der Leistungsaufnahme sowohl in den Kupplungs- als auch in den Bremsteil des Kupplungsmechanismus ausgeglichen werden. Der magnetische Streufluss verringert hiermit zugleich die Lebensdauer des Lagers, und zwar insbesondere bei höheren Umdrehungszahlen des Kupplungsmechanismus. This stray magnetic flux significantly reduces the efficiency of the clutch mechanism in both the clutch and brake parts. This reduced efficiency must be compensated for by increasing the power consumption in both the clutch and the brake part of the clutch mechanism. The magnetic leakage flux also reduces the life of the bearing, especially at higher speeds of the clutch mechanism.

Die angeführten Nachteile beseitigt in beträchtlichem Masse der elektromagnetische Kupplungsmechanismus der eingangs genannten Art erfindungsgemäss dadurch, dass zwischen dem Rotor und dessen Welle eine den magnetischen Fluss in die Welle unterbrechende Brücke angeordnet ist. Die Brücke kann durch Stäbe gebildet werden, welche mechanisch den Rotor mit dessen Welle verbinden. Es ist vorteilhaft, wenn in der Wurzel jedes Stabes zwecks Erhöhung des magnetischen Widerstandes Öffnungen vorgesehen sind. Die According to the invention, the above-mentioned disadvantages are eliminated to a considerable extent by the fact that a bridge which interrupts the magnetic flux into the shaft is arranged between the rotor and its shaft. The bridge can be formed by rods which mechanically connect the rotor to its shaft. It is advantageous if openings are provided in the root of each rod in order to increase the magnetic resistance. The

Brücke kann auch aus unmagnetischem Material, vorzugsweise aus Aluminium, Kupfer oder Plast angefertigt sein. Bridge can also be made of non-magnetic material, preferably aluminum, copper or plastic.

Der Vorteil des elektromagnetischen Kupplungsmechanismus gemäss der vorliegenden Erfindung besteht in wesentlicher Herabsetzung der elektrischen Leistungsaufnahme, die für den Kupplungs- sowie den Bremsteil des Kupplungsmechanismus benötigt wird, und ebenfalls, wie durch Prüfungen bewiesen wurde, einer wesentlichen Erhöhung der Lebensdauer des Lagers der Abtriebswelle. The advantage of the electromagnetic clutch mechanism according to the present invention is a substantial reduction in the electrical power consumption which is required for the clutch and the brake part of the clutch mechanism, and also, as has been proven by tests, a substantial increase in the service life of the bearing of the output shaft.

Eine beispielmässige Ausführung des elektromagnetischen Kupplungsmechanismus gemäss der vorliegenden Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt, wo Figur 1 einen Axialschnitt im Aufriss und Figur 3 eine Stirnansicht auf den Rotor darstellt. An exemplary embodiment of the electromagnetic clutch mechanism according to the present invention is shown in the drawing, where FIG. 1 shows an axial section in elevation and FIG. 3 shows an end view of the rotor.

Der elektromagnetische Kupplungsmechanismus wird aus einem Gehäuse 1 mit Deckel 2 gebildet. Im Deckel 2 ist in Lagern 3 die Steuerungswelle 4 gelagert, auf welcher im Gehäuse 1 der auf seiner Stirnseite mit einem kreisringförmigen Reibungsbelag 6 versehene Rotor 5 befestigt ist. Im Endteil der Steuerungswelle 4 ist ein weiteres Lager 7, in welchem ein Ende der Abtriebswelle 8 gelagert ist, deren entgegengesetztes Ende in einem nicht dargestellten Lager der Webmaschine gelagert ist. Das Lager 7 ermöglicht im ganzen System schwache Schwankungen der Abtriebswelle 8. Innerhalb des Gehäuses 1 ist auf der Abtriebswelle 8 und mittels eines Systems von Zapfen 9 die Mitnahmescheibe 10 aufgesetzt bzw. befestigt, die auf ihrem Umfang mit Quervorsprüngen 11 versehen ist, auf welchen im Hinblick auf die Abtriebswelle 8 längsverschiebbar eine Reibungsscheibe 12 aus ferromagneti-schem Material gelagert ist, die gleichlaufend mit dem Rotor 5 angeordnet ist. Von der entgegengesetzten Seite der Reibungsscheibe 12 ist gegenüber dem Rotor 5 ein weiterer Rotor 13 mit einem weiteren, kreisförmigen Reibungsbelag 14 angeordnet. Dieser zweite Rotor 12 ist fest mit der hohlen Welle 15 verbunden, welche die Abtriebswelle 8 umspannt und im Boden 16 des Gehäuses 1 in einem System von Lagern 17 gelagert ist. Das entgegengesetzte Ende der hohlen Welle 15 kann an bestimmte bewegliche Teile der Webmaschine angeschlossen sein, gegebenenfalls an deren Hauptwelle. Einer der Rotoren 5,13 - in der beispielmässigen Ausführung der zweite Rotor 13 - ist auf seinem Umfang mit einem Schnek-kenrad 18 versehen, welches sich mit der an einen nicht dargestellten Hilfselektromotor angeschlossenen Schnecke 19 in Eingriff befindet. Jedem der Rotoren 5,13 ist einer der Elektromagneten 20,21 mit Wicklung 22,23 zugeordnet, von denen ein Elektromagnet 20 am Deckel 2 des Gehäuses 1 befestigt ist, während der zweite Elektromagnet 21 an den Boden 16 des Gehäuses 1 angeschlossen ist. Jeder der Rotoren 5,13 ist auf dem Niveau des zugeordneten Elektromagneten 20,21 mit einer unterbrochenen kreisringförmigen Öffnung 24 versehen, mit Säulen 25, welche mechanisch den äusseren Teil mit dem inneren Teil der Rotoren 5,13 verbinden. Jeder Rotor 5,13 ist an seine Welle 4,15 mittels einer den magnetischen Fluss in die Welle unterbrechenden Brücke angeschlossen, welche in der beispielsmässigen Ausführung in Figur 2 von Säulen gebildet wird, welche mechanisch den Rotor 5,13 mit dessen Welle 4,15 verbinden. In der Wurzel jeder Säule 25,26 sind zwecks Erhöhung des magnetischen Widerstandes Öffnungen 27. Die Brücke kann auch aus vollem unmagetischen Material, z.B. Aluminium, Kupfer, Plasten u.ä., gebildet sein. The electromagnetic clutch mechanism is formed from a housing 1 with a cover 2. In the cover 2, the control shaft 4 is mounted in bearings 3, on which the rotor 5, which is provided with an annular friction lining 6 on its end face, is fastened in the housing 1. In the end part of the control shaft 4 there is a further bearing 7, in which one end of the output shaft 8 is supported, the opposite end of which is supported in a bearing of the weaving machine, not shown. The bearing 7 allows slight fluctuations in the output shaft 8 in the entire system. Inside the housing 1, the drive plate 10 is placed or fastened on the output shaft 8 and by means of a system of pins 9, which is provided on its circumference with transverse projections 11, on which in the With regard to the output shaft 8, a friction disk 12 made of ferromagnetic material is mounted so as to be longitudinally displaceable, which is arranged in synchronism with the rotor 5. From the opposite side of the friction disc 12, a further rotor 13 with a further, circular friction lining 14 is arranged opposite the rotor 5. This second rotor 12 is fixedly connected to the hollow shaft 15, which spans the output shaft 8 and is mounted in the bottom 16 of the housing 1 in a system of bearings 17. The opposite end of the hollow shaft 15 can be connected to certain moving parts of the weaving machine, possibly to its main shaft. One of the rotors 5, 13 - in the exemplary embodiment the second rotor 13 - is provided on its circumference with a worm wheel 18 which is in engagement with the worm 19 connected to an auxiliary electric motor (not shown). Each of the rotors 5, 13 is assigned one of the electromagnets 20, 21 with winding 22, 23, of which an electromagnet 20 is attached to the cover 2 of the housing 1, while the second electromagnet 21 is connected to the bottom 16 of the housing 1. Each of the rotors 5, 13 is provided at the level of the associated electromagnet 20, 21 with an interrupted circular opening 24, with columns 25, which mechanically connect the outer part to the inner part of the rotors 5, 13. Each rotor 5.13 is connected to its shaft 4.15 by means of a bridge which interrupts the magnetic flux into the shaft, which in the exemplary embodiment in FIG. 2 is formed by columns which mechanically connect the rotor 5.13 with its shaft 4.15 connect. In the root of each column 25, 26 there are openings 27 for the purpose of increasing the magnetic resistance. The bridge can also be made of full unmagetic material, e.g. Aluminum, copper, plastics and the like.

Der elektromagetische Kupplungsmechanismus gemäss der vorliegenden Erfindung arbeitet folgendermassen: The electromagnetic clutch mechanism according to the present invention works as follows:

Durch Einführen von elektrischem Strom in den nicht dargestellten Antriebselektromotor beginnt die Drehbewegung der Steuerungswelle 4 und damit des ersten Rotors mit Reibungsbelag 6. Nach Einführung elektrischen Stroms in die Wicklung 22 des diesem zugeordneten ersten Elektromagne- By introducing electrical current into the drive electric motor (not shown), the rotary movement of the control shaft 4 and thus of the first rotor with a friction lining 6 begins. After electrical current has been introduced into the winding 22 of the first electromagnetic magnet assigned to it

2 2nd

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3rd

660 775 660 775

ten 20 wird die Reibungsscheibe 12 an den Reibungsbelag 6 des ersten Rotors 5 angezogen und dadurch gemeinsam mit diesem mitgenommen. Die Drehbewegung der Reibungsscheibe 12 wird mittels der querliegenden Vorsprünge 11 auf die Mitnahmescheibe 10 übertragen und von dort weiter über ein System von Zapfen 9 auf die Abtriebswelle 8 des Kupplungsmechanismus. Von dieser dann auf die nicht dargestellte Hauptwelle der Webmaschine. ten 20, the friction disc 12 is attracted to the friction lining 6 of the first rotor 5 and thereby carried along with it. The rotational movement of the friction disk 12 is transmitted to the driving disk 10 by means of the transverse projections 11 and from there further via a system of pins 9 to the output shaft 8 of the clutch mechanism. From this then to the main shaft of the weaving machine, not shown.

Durch Zufuhr von elektrischem Strom in die Wicklung 22 des ersten Elektromagneten 20 wird ein magnetisches Feld gebildet, welches einerseits das Anziehen der Reibungsscheibe 12 an den ersten Rotor 5 bewirkt und andererseits einen magnetischen Streufluss, welcher jedoch auf seiner Bahn stark durch die Brücke aus unmagnetischem Material gebremst wird. By supplying electrical current into the winding 22 of the first electromagnet 20, a magnetic field is formed which, on the one hand, causes the friction disk 12 to be attracted to the first rotor 5 and, on the other hand, a magnetic stray flux, which, however, is strong on its path through the bridge made of non-magnetic material is braked.

Beim Einführen des elektrischen Stromes in die Wicklung 23 des zweiten Elektromagneten 21 und bei gleichzeitiger Unterbrechnung von dessen Zufuhr in die Wicklung 22 des ersten Elektromagneten 20 wird die Reibungsscheibe 12 an den Reibungsbelag 14 des zweiten Rotors 13 angezogen, welcher gegen Drehbewegung durch die Selbsthemmung des Schneckenrades 18 mit der Schnecke 19 gesichert ist, und 5 dadurch zum Abbremsen der Drehbwegung der Abtriebswelle 8 und zum Abbremsen der Hauptwelle der Webmaschine. When the electrical current is introduced into the winding 23 of the second electromagnet 21 and, at the same time, its supply is interrupted in the winding 22 of the first electromagnet 20, the friction disk 12 is attracted to the friction lining 14 of the second rotor 13, which is prevented from rotating by the self-locking of the worm wheel 18 is secured with the worm 19, and 5 thereby for braking the rotary movement of the output shaft 8 and for braking the main shaft of the weaving machine.

Ebenfalls in diesem Falle wird der magnetische Streufluss stark abgebremst, was ebenfalls eine Herabsetzung der benö-io tigten Leistungsaufnahme verursacht und den Wirkungsgrad des eigenen magnetischen Arbeitsflusses bei gleichzeitiger Erhöhung der Lebensdauer des Lagers 7 erhöht. Zum Erreichen dieser Wirkungen tragen auch die Öffnungen 27 bei, welche den magnetischen Querschnitt der Säulen 25, 26 ver-15 ringern, ohne dass es dabei zu einer Herabsetzung von deren mechanischer Festigkeit käme. Also in this case, the magnetic stray flux is braked strongly, which also causes a reduction in the required power consumption and increases the efficiency of the magnetic work flow while increasing the service life of the bearing 7. The openings 27, which reduce the magnetic cross section of the columns 25, 26, also contribute to achieving these effects, without reducing their mechanical strength.

Eine ähnliche Wirkung kann auch durch eine ähnliche Massnahme auf der Mitnahmescheibe 10 erreicht werden. A similar effect can also be achieved by a similar measure on the driving plate 10.

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1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

660 775 PATENT CLAIMS

1. Electromagnetic clutch mechanism, in particular for weaving machines, provided with a pair of electromagnets between which a friction disk is slidably mounted on the output shaft, the output shaft being mounted in a bearing within the electromagnetic clutch mechanism, and at least one of the electromagnets having a rotor with a friction lining mounted, assigned to a shaft, characterized in that between the rotor (5, 13) and the shaft (4, 15) there is a bridge which interrupts the magnetic flux into the shaft.

2. Coupling mechanism according to claim 1, characterized in that the bridge is formed from columns (26) which mechanically connect the rotor (5,13) with its shaft (4,15).

3. Coupling mechanism according to claim 2, characterized in that openings (27) are provided in the root of each column (26) in order to increase the magnetic resistance.

4. Coupling mechanism according to claim 1, characterized in that the bridge is made of non-magnetic material, preferably of aluminum, copper or plastics.