DE866420C

DE866420C - Spur gear for drives, especially for textile machines

Info

Publication number: DE866420C
Application number: DED9252A
Authority: DE
Inventors: Herbert Closset
Original assignee: Deutsche Edelstahlwerke AG
Current assignee: Deutsche Edelstahlwerke AG
Priority date: 1951-05-29
Filing date: 1951-05-29
Publication date: 1953-02-09

Description

Stirnreibrad für Antriebe, insbesondere für Textilmaschinen Die Erfindung betrifft Stirnreibräder, die in Getrieben benötigt werden, bei denen treibende und angetriebene Welle in einem Winkel zueinander stehen. Reibradantriebe dieser Art werden für die verschiedensten Aufgaben verwendet, und ein besonderes Aufgabengebiet stellen die Textilmaschinen dar, vornehmlich die Spul- und Wickelmaschinen, bei welchen es darauf ankommt, von einer Welle aus die Wirtel ohne besondere Zwischenglieder möglichst schlupffrei von der Drehzahl o unmittelbar auf die hohe Betriebsdrehzahl zu bringen.Spur gear for drives, especially for textile machines The invention relates to spur gears that are required in gears where driving and driven shaft are at an angle to each other. Friction wheel drives of this type are used for a wide variety of tasks, and a special field of activity represent the textile machines, primarily the winding and winding machines which is important, the whorls from a shaft without any special links As far as possible slip-free from the speed o directly to the high operating speed bring to.

Es ist für diese Zwecke bekannt, Reibradgetriebe zu verwenden, die aus Kunststoffen, Gummi od. dgl. hergestellt sind. Ein schlupffreies Arbeiten ist mit diesen Reibradgetrieben nicht möglich, und es ergibt sich auch der Nachteil, daß angetriebenes und treibendes Reibrad nicht mit Sicherheit in stetiger Triebverbindung bleiben, wenn die Maschine während des Laufes Erschütterungen unterworfen ist.It is known for these purposes to use friction gears that made of plastics, rubber or the like. A slip-free work is not possible with these friction gears, and there is also the disadvantage that driven and driving friction wheel is not definitely in constant drive connection stay if the machine is subjected to vibrations while it is running.

Zur Vermeidung dieser Nachteile und um zu erreichen, daß das angetriebene Reibrad sowohl beim Anlauf als auch während des Betriebes ohne Schlupf sicher mitgenommen wird, soll das Stirnreibrad gemäß der Erfindung als nicht ferromagnetischer Scheibenkörper ausgebildet und mit zwei konzentrisch angeordneten, dauermagnetisch erregten ferromagnetischen Haftringen versehen werden. Sm allgemeinen werden zwei solcher Ringe anzuordnen sein, von welchen der eine südpolar und der andere nordpolar erregt ist. In Sonderfällen können auch mehrere solcher Ringpaare vorgesehen werden, oder es kann ein Ring in mehrere konzentrische Einzelringe unterteilt werden. Die dauermagnetische Erregung der Ringe kann in verschiedener Weise erfolgen. Besonders vorteilhaft ist es gemäß der Erfindung, hufeisenartige Dauermagnete vorzusehen, die- mit je einem ihrer Schenkel jeweils mit einem Ring in magnetischer ,Verbindung stehen., Selbstverständlich können für einen Ring mehrere Dauermagnete vorgesehen werden, die auf den Umfang der Ringe zu verteilen sind. Als besonders geeignet haben sich hierzu Hufeisendauermagnete erwiesen, deren Schenkel aus Dauermagnetwerkstoff und deren Rückenteil aus Weicheisen besteht. Solche tMagnete lassen sich einstückig sintern, und ihre Schenkel können mit einer Vorzugsrichtung der iMagnetisierung versehen werden. Selbstverständlich können aber auch anders geformte und auf andere Weise hergestellte Dauermagnete verwendet werden.To avoid these disadvantages and to achieve that the driven Friction wheel safely carried along both when starting up and during operation without slipping is, the spur wheel according to the invention is intended as a non-ferromagnetic disk body formed and with two concentrically arranged, permanently magnetically excited ferromagnetic Adhesive rings are provided. In general, two such rings will be arranged one of which is south polar and the other north polar excited. In special cases several such pairs of rings can also be provided, or one ring can be in several concentric single rings can be subdivided. The permanent magnet Excitation of the rings can be done in different ways. Is particularly advantageous it according to the invention to provide horseshoe-like permanent magnets, each with one of their legs each with a ring in magnetic connection., Of course several permanent magnets can be provided for a ring, which are on the circumference of the rings are to be distributed. Horseshoe permanent magnets have proven to be particularly suitable for this purpose proven, whose legs are made of permanent magnet material and whose back is made of soft iron consists. Such magnets can be sintered in one piece, and their legs can be provided with a preferred direction of iMagnetization. Of course however, permanent magnets that are shaped differently and manufactured in different ways can also be used be used.

Bei Stirnreibrädern großen Durchmessers kann der Geschwindigkeitsunterschied zwischen dem inneren und dem äußeren Haftring zu unerwünschten Erscheinungen führen. Um diese zu vermeiden, wird in weiterer Ausbildung der Erfindung vorgeschlagen, einen der Haftringe so anzuordnen,- daß er relativ und konzentrisch zur Scheibe beweglich ist. Die Mitnahme erfolgt in diesem Fall über den einen feststehenden Ring, während der bewegliche Ring lediglich dem Magnetschluß dient. Im allgemeinen wird es zweckmäßig sein, den innenliegenden Ring beweglich anzuordnen.In the case of spur gears with a large diameter, the speed difference lead to undesirable phenomena between the inner and outer adhesive ring. To avoid this, it is proposed in a further embodiment of the invention, to arrange one of the adhesive rings so that it is relative and concentric to the disc is movable. In this case, the vehicle is taken away via the one fixed Ring, while the movable ring is only used for magnetic closure. In general it will be useful to arrange the inner ring so that it can move.

In allen Fällen muß das mit dem Stirnreibrad gemäß der Erfindung zusammenwirkende Getriebeteil; also beispielsweise der Wirtel, aus ferromagnetischem Werkstoff bestehen oder eine Auflage aus diesem Werkstoff besitzen. -In den Zeichnungen sind als Beispiele zwei Ausführungsformen der Erfindung dargestellt.In all cases that must cooperate with the spur gear according to the invention Gear part; So, for example, the whorl, made of ferromagnetic material or have a support made of this material. -In the drawings are as examples two embodiments of the invention shown.

Abb. i ist eineDraufsicht auf ein Stirnreibrad mit feststehenden Haftringen.Fig. I is a top view of a spur gear with fixed adhesive rings.

Abb. 2 ist eine Rückansicht des Stirnreibrades nach Abb. i ; Abb.3 ist eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt; Abb.4 ist eine Draufsicht eines Stirnreibrades mit einem beweglichen Haftring und Abb. 5 ein Schnitt längs der Linie A-A der Abb. 4.Figure 2 is a rear view of the spur gear of Figure i; Fig 3 Fig. 3 is a side view, partly in section; Figure 4 is a top plan view of a spur gear with a movable adhesive ring and Fig. 5 a section along the line A-A in Fig. 4th

Das Stirnreibräd i gemäß den Abb. i bis 3 ist aus Spritzguß, beispielsweise Aluminiumspritzguß; hergestellt, könnte aber auch aus Kunststoffen oder sonstigen, auch metallischen, Werkstoffen bestehen, die nicht ferromagnetisch sind. In die Oberfläche des Scheibenkörpers sind zwei Haftringe,2 und 3 aus ferromagnetischem Werkstoff, vorzugsweise Weicheisen, eingelassen, und zwar derart, daß sie durch einen Steg 4 aus nichtferromagnetischem Werkstoff der Scheibe u getrennt sind. Am Rückenteil der Scheibe sind im gewählten Ausführungsbeispiel drei Arme 5 in sternförmiger Anordnung vorgesehen. In diesen Armen sind die Dauermagnete untergebracht; die die Ringe 2 und 3 dauermagnetisch erregen, wie dies beispielsweise durch die Buchstaben in Abb. i gekennzeichnet ist. Selbstverständlich können auch mehr oder weniger solcher Arme 5 mit Däüermagneten vorgesehen werden,- in Anpassung an dieHaftkraft; die von denRingen2, 3 auf das mit dem Stirnreibrad zusammenwirkende Getriebeteil aus--ferromagnetischem Werkstoff oder mit ferromagnetischerAuflage ausgeübtwerdensoll. Der in einem der Sterne untergebrachte Magnet ist in Abb. 3 bei .6 angedeutet.The front friction wheel i according to Figs. I to 3 is made of injection molding, for example Aluminum injection molding; made, but could also be made of plastics or other, there are also metallic materials that are not ferromagnetic. In the Surface of the disc body are two adhesive rings, 2 and 3 made of ferromagnetic Material, preferably soft iron, let in, in such a way that it goes through a web 4 made of non-ferromagnetic material of the disc u are separated. At the The back part of the disc are three arms 5 in a star shape in the selected embodiment Arrangement provided. The permanent magnets are housed in these arms; the the Excite rings 2 and 3 with permanent magnets, for example with the letters is marked in Fig. i. Of course, more or less of these can also be used Arms 5 are provided with Däüermagneten, - in adaptation to the adhesive force; those of denRingen2, 3 on the gear part that interacts with the spur gear - ferromagnetic Material or with a ferromagnetic layer. The one in one of the Star housed magnet is indicated in Fig. 3 at .6.

Das Stirnreibrad ist mit einer zentralen Bohrung im Nabenteil 7 versehen, in die eine Buchse 8 eingelassen sein kann, um das Stirnreibrad auf der Welle festzuklemmen.The spur gear is provided with a central hole in the hub part 7, in which a bush 8 can be embedded in order to clamp the spur gear on the shaft.

Zur Erregung der beiden Haftringe 2 und 3 können Dauermagnete der verschiedensten Form verwendet werden. Besonders vorteilhaft ist es indes, hufeisenartige Dauermagnete von der Art zu verwenden, wie sie in Abb. 5 dargestellt sind und die in Verbindung mit dieser Ausführungsform näher beschrieben werden.To excite the two adhesive rings 2 and 3, permanent magnets can various forms can be used. It is particularly advantageous, however, to be horseshoe-shaped To use permanent magnets of the kind shown in Fig. 5 and the will be described in more detail in connection with this embodiment.

Die Wirkung der dauermagnetisch erregten Haftringe besteht darin, daß sich die magnetischen Kraftlinien_ über die ferromagnetische Reibfläche des Gegenrades schließen und infolgedessen das Gegenrad kräftig gegen das Stirnrad ziehen, so daß ein Ablösen in einer Richtung senkrecht zur Treibfläche des Stirnrades nur schwer möglich ist, während beide Getriebeteile leicht aufeinander abrollen. Es ergibt sich infolgedessen eine sehr zweckmäßige Triebverbindung zwischen beiden Getriebeteilen mit der Folge, daß das angetriebeneRad vom antreibenden Rad schlupflos mitgenommen wird, und zwar selbst dann, wenn von der Drehzahl o unmittelbar auf hohe Drehzahlen beschleunigt werden muß.The effect of the permanently magnetically excited adhesive rings is: that the magnetic lines of force across the ferromagnetic friction surface of the Close the mating gear and consequently pull the mating gear vigorously against the spur gear, so that a detachment in a direction perpendicular to the driving surface of the spur gear only difficult is possible, while both gear parts roll easily on each other. It As a result, there is a very useful drive connection between the two Gear parts with the result that the driven wheel is slipping from the driving wheel is taken, even if the speed o immediately on high speeds must be accelerated.

Der äußere Ring besitzt eine größere Winkelgeschwindigkeit als. der, innere Ring, und infolgedessen treten am inneren Ring Schlupferscheinüngen auf, die unerwünscht sind, weil sie zu einer zusätzlichen Reibung und damit einem Verschleiß Veranlassung geben.The outer ring has a greater angular velocity than. the, inner ring, and consequently slip phenomena occur on the inner ring, which are undesirable because they lead to additional friction and thus wear Give cause.

Um dies zu vermeiden, kann es bei Stirnreibrädern verhältnismäßig großen Durchmessers zweckmäßig sein, den inneren Ring beweglich zu machen. Eine solche Ausführungsform ist in den Abb. 4. und 5 dargestellt. In einer Scheibe u, die sinngemäß so aufgebaut ist, wie in Abb. i bis 3, gezeigt, ist der äußere Haftring 2 feststehend. Der innere Haftring 9 dagegen ist beweglich, und zwar relativ lind zur Scheibe i. Erreicht wird dies, indem ein feststehender Ring -1o, vorgesehen wird, der innerhalb einer Versenkung der Scheibe zwei einander gegenüberstehende Kugellaufbahnen aufweist. Auf diese sKugellaufbahnen ist der bewegliche Ring 9, der im Querschnitt U-Form aufweist, aufgeschoben. Um ihn aufschieben zu können, besteht er aus zwei Teilen 9' und 9", die in einer Radialebene mittels einer Stiftschraube 12 aufeinandergelegt sind. Der Ring 9 kann sich, wie ersichtlich, auf dem Ring 1o drehen und kann infolgedessen eine konzentrische Relativbewegung zur Scheibe i ausführen.In order to avoid this, it can be proportionate with spur gears large diameter be useful to make the inner ring movable. One such an embodiment is shown in Figs. In a disk u, which is structured as shown in Fig. i to 3, is the outer adhesive ring 2 fixed. The inner adhesive ring 9, on the other hand, is movable, and in fact relatively gentle to the disk i. This is achieved by providing a fixed ring -1o is, the two opposing within a countersink of the disc Has ball races. The movable ring 9 is on these ball tracks, which has a U-shape in cross-section, pushed on. To be able to postpone it it consists of two parts 9 'and 9 ", which are in a radial plane by means of a stud screw 12 are placed on top of one another. The ring 9 can, as can be seen, on the ring 1o rotate and can consequently execute a concentric movement relative to the disk i.

Die magnetische Erregung der Scheiben 2 und 9 erfolgt mittels des aus Abb. 5 ersichtlichen Dauermagnets. Dieser besteht aus zwei dauermagnetischen Schenkeln 13 und 14 und einem ferromagnetischen Rückenteil 15. Vorteilhafterweise werden diese Magnete durch einstückiges Sintern hergestellt, und ihre Schenkel 13 und 14 können mit einer Vorzugslage der iMagnetisierung versehen werden. Diese Dauermagnete können in genau der gleichen Ausbildung auch für die Ausführungsform nach Abb. :i bis 3 verwendet werden. In jedem Fall ist es möglich, in den einzelnen Armen 5 einen oder auch mehrere solcher Magnete unterzubringen. Bei den unbeweglichen Haftringen,2 und 3 werden die Schenkel, wie bei 13 (Abb. 5) angedeutet, in unmittelbare Berührung mit dem Ring gebracht. Ein beweglicher Ring 9 dagegen wird von dem Schenkel 14 (Abb. 5) über einen schmalen Luftspalt 15 hinweg erregt.The magnetic excitation of the disks 2 and 9 takes place by means of the permanent magnet shown in Fig. 5. This consists of two permanent magnets Legs 13 and 14 and a ferromagnetic Back part 15. These magnets are advantageously produced by one-piece sintering, and their legs 13 and 14 can be provided with a preferred position of magnetization will. These permanent magnets can also be used in exactly the same training Embodiment according to Fig.: I to 3 can be used. In any case it is possible to accommodate one or more such magnets in the individual arms 5. In the case of the immovable adhesive rings, 2 and 3, the legs are, as in 13 (Fig. 5) indicated, brought into direct contact with the ring. A moving ring 9, however, is from the leg 14 (Fig. 5) over a narrow air gap 15 away excited.

Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß die dauermagnetische Wirkungsweise bei der Ausführungsform nach Abb. q. und 5 genau derjenigen nach Abb. i bis 3 entspricht. Lediglich mechanisch ergibt sich ein Unterschied, weil das angetriebene Rad nur vom Ring z mitgenommen wird, während der bewegliche Ring 9 lediglich als Haftleiste der übertragung der magnetischen Kräfte dient.It is readily apparent that the permanent magnetic mode of action in the embodiment according to Fig. q. and 5 corresponds exactly to that according to Figs. There is only a mechanical difference, because the driven wheel is only is carried along by the ring z, while the movable ring 9 is only used as an adhesive strip serves to transmit the magnetic forces.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsformen beschränkt, es sind vielmehr auch Abwandlungen möglich, die die Form und Ausbildung der Ringe sowie die Gestalt der Scheibe betreffen, ohne daß vom Grundgedanken der Erfindung abgewichen würde. Es ist ferner möglich, das Stirnrad gemäß der Erfindung sowohl als antreibendes als auch angetriebenes Getriebeteil laufen zu lassen.The invention is not limited to the illustrated embodiments, Rather, modifications are also possible that affect the shape and design of the rings as well as the shape of the disc concern, without departing from the basic idea of the invention would deviate. It is also possible, the spur gear according to the invention both to run as a driving as well as a driven gear part.

Da die Mitnahme des angetriebenen Rades ausschließlich auf der magnetischen Haftwirkung beruht, ist es besonders einfach, den Kraftfluß des Getriebes zu unterbrechen. Hierzu ist es lediglich erforderlich, zwischen antreibendem und angetriebenem'Rad an der Berührungsstelle einen nichtferromagnetischen Körper, beispielsweise eine dünne Scheibe aus Kunststoff od. dgl., einzuschieben. Insbesondere bei Spulmaschinen kann dies von Bedeutung sein, um einzelne Wirtel wahlweise außer Betrieb zu setzen. Um ein ungewolltes Wiederanspringen des Antriebes nach Entfernung der Unterbrechungsscheibe sicherzustellen, kann die verschobene angetriebene Welle mechanisch oder auch dauermagnetisch in der zurückgezogenen Stellung gehalten werden, bis ein erneutes Einrücken erforderlich wird. Die Triebverbindung rückt sich nach Lösen der Sperrmittel für die Welle selbsttätig ein, weil das mit dauermagnetischer Erregung versehene Stirnreibrad vom Gegenrad angezogen wird.Since the driven wheel is driven exclusively on the magnetic Based on adhesive effect, it is particularly easy to interrupt the power flow of the transmission. For this it is only necessary between the driving and the driven wheel at the point of contact a non-ferromagnetic body, for example a thin disk made of plastic or the like. To insert. Especially with winding machines this can be of importance in order to optionally put individual whorls out of operation. To prevent the drive from restarting unintentionally after the interruption disk has been removed to ensure, the displaced driven shaft can be mechanical or permanent magnet held in the retracted position until re-engagement is required will. The drive connection moves automatically after releasing the locking means for the shaft one, because the spur gear provided with permanent magnetic excitation from the mating gear is attracted.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Spur gear for drives, in particular for textile machines, characterized by a non-ferromagnetic disk body with at least two concentrically arranged, permanently magnetically excited ferromagnetic adhesive rings.

2. Spur friction wheel according to claim i, characterized by horseshoe-like, each with one of their legs each with a ring in magnetic connection Permanent magnets.

3. Spur friction wheel according to claim i, characterized by preferably One-piece sintered horseshoe permanent magnets with legs made of permanent magnet material and a back made of soft iron. .I.

Spur friction wheel according to claim 2 or 3, characterized characterized in that an adhesive ring, preferably an internal one, is relative and concentric is movable to the disc.

5. spur wheel according to claim .4, characterized by a ring (iol with two opposing ball tracks and one with a U-shaped cross-section, ring (9) that is loosely pushed onto the ball raceways and that is connected via an air gap (15) is excited by one permanent magnet leg (1r.4).

6. Use of spur gears according to claim i to 5 for driving the whorls in winding and winding machines.