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Title:
SHIFTABLE ELECTROMAGNETIC CLUTCH, AND CLUTCH ASSEMBLY
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2021/204324
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a shiftable electromagnetic clutch and to a clutch assembly, in particular a shiftable electromagnetic clutch for transmitting a torque on a rotational axis (1) from a drive side (10) to an output side (11). A magnetic device (20) for exerting a magnetic attractive force (24) as well as a first contact element (30) are arranged on one side of the electromagnetic clutch, and a second contact element (40), by means of which a torque can be transmitted upon contacting the first contact element (30), a hub element (60) for receiving a torque applied to the second contact element (40), and an attraction element (70), which can be axially moved relative to the hub element (60) by means of the attractive force (24) of the magnetic device (20) and which is connected to the second contact element (40) in a rotationally and axially fixed manner, are arranged on the other side of the electromagnetic clutch. The invention is characterized in that the electromagnetic clutch additionally has a positioning element (80) which is fixed to the hub element (60) or the attraction element (70) in a frictionally locking manner and which can be axially moved while overcoming a frictional force, and a stop (91) is arranged on the respective other element, i.e. the hub element (60) or the attraction element (70), on the side of the positioning element (80) axially facing the magnetic device (20).

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Inventors:
FINKENZELLER MARC (DE)
Application Number:
PCT/DE2021/100251
Publication Date:
October 14, 2021
Filing Date:
March 12, 2021
Export Citation:
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Assignee:
SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG (DE)
International Classes:
F16D27/112
Foreign References:
EP1219392A22002-07-03
DE8624705U11986-12-04
DE10035277A12002-01-31
DE3815697A11988-12-01
DE19724490A11997-12-18
DE1775630A11971-08-19
JPS5520771U1980-02-09
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Claims:
Patentansprüche

1. Schaltbare Magnetkupplung zur Übertragung eines Drehmoments auf einer Rotationsachse (1 ) von einer Antriebseite (10) zu einer Abtriebseite (11 ), wobei auf einer Seite der Magnetkupplung eine magnetische Einrichtung (20) zur Ausübung einer magnetischen Anziehungskraft (24) sowie ein erstes Anlageelement (30) angeordnet sind, und auf der anderen Seite der Magnetkupplung ein zweites Anlageelement (40), mit welchem bei Anlage am ersten Anlageelement (30) ein Drehmoment übertragbar ist, sowie ein Nabenelement (60) zur Aufnahme eines am zweiten Anlageelement (40) anliegenden Drehmoments, und ein bezüglich des Nabenelements (60) durch Anziehungskraft (24) der magnetischen Einrichtung (20) axial verschiebbares Anziehungselement (70), welches drehfest und axial fest mit dem zweiten Anlageelement (40) verbunden ist, angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetkupplung des Weiteren ein an dem Nabenelement (60) oder dem Anziehungselement (70) reibschlüssig fixiertes und unter Überwindung der Reibkraft axial verschiebbares Positionierungselement (80) aufweist, und an dem jeweils anderem Element von Nabenelement (60) und Anziehungselement (70) an einer der magnetischen Einrichtung (20) axial zugewandten Seite des Positionierungselements (80) ein Anschlag (91) angeordnet ist, zur Anlage des Positionierungselements (80) zwecks Begrenzung einer Entfernung des Anziehungselements (70) von der magnetischen Einrichtung (20).

2. Schaltbare Magnetkupplung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das jeweils andere Element von Nabenelement (60) und Anziehungselement (70) auf der dem Anschlag (91) axial abgewandten Seite des Positionierungselements (80) eine Mitnahmeeinrichtung (92) in einer Entfernung, die der Summe der axialen Breite (81) des Positionierungselements (80) sowie einer gewünschten Spaltbreite (51) zwischen dem ersten Anlageelement (30) und dem zweiten Anlageelement (40) entspricht, aufweist, wobei die Mitnahmeeinrichtung (92) dazu eingerichtet ist, bei einer Verschiebung des die Mitnahmeeinrichtung (92) aufweisendes Elements (60,70) in Richtung auf die magnetische Einrichtung (20) das Positionierungselement (80) axial in Richtung auf die magnetische Einrichtung (20) unter Überwindung der Reibkraft zu verschieben.

3. Schaltbare Magnetkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Anziehungselement (70) und das Nabenelement (60) über eine Federeinrichtung (100) zur Ausübung einer Rückstellkraft (111) auf das Anziehungselement (70) miteinander verbunden sind.

4. Schaltbare Magnetkupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Federeinrichtung (100) auf das Anziehungselement (70) bewirkte maximale Rückstellkraft (111) geringer als die das Positionierungselement (80) fixierende Reibkraft ist.

5. Schaltbare Magnetkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetische Einrichtung (20) drehfest angeordnet ist und das erste Anlageelement (30) bezüglich der magnetischen Einrichtung (20) drehbar angeordnet ist.

6. Schaltbare Magnetkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Anlageelement (40) sowie das verschiebbare Anziehungselement (70) durch ein integrales Bauteil ausgeführt sind.

7. Schaltbare Magnetkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Anlageelemente (30,40) Reibelemente sind, zur reibschlüssigen Übertragung eines Drehmoments von der Antriebseite (10) zur Abtriebseite (11).

8. Schaltbare Magnetkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Positionierungselement (80) als ein Reibring ausgestaltet ist, welcher mit einer radial ausgerichteten Seite unter radialer Vorspannung (82) an dem Nabenelement (60) oder an dem Anziehungselement (70) anliegt. 9. Schaltbare Magnetkupplung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Element, an welchem der Anschlag angeordnet ist, eine Nut (90) ausgebildet ist, in welcher der Reibring angeordnet ist, und welche mit ihrer der magnetischen Einrichtung (20) zugewandten Wandung den Anschlag (91 ) ausbildet und mit ihrer der magnetischen Einrichtung (20) abgewandten Wandung die Mitnahmeeinrichtung (92) ausbildet.

10. Kupplungsanordnung für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine schaltbare Magnetkupplung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 sowie eine Hauptkupplung, wobei die schaltbare Magnetkupplung als Vorsteuerkupplung der Hauptkupplung dient.

Description:
Schaltbare Maqnetkupplunq sowie Kupplunqsanordnunq

Die vorliegende Erfindung betrifft eine schaltbare Magnetkupplung sowie eine Kupplungsanordnung, die die schaltbare Magnetkupplung umfasst.

Die Funktion der Magnetkupplung beruht auf der Wirkung eines Magnetfeldes. Zu dieser Kupplungsart gehört insbesondere die Elektromagnetkupplung, die auch als elektrisch fernschaltbare, kraft- oder formschlüssige Kupplung in Kraftfahrzeugen Anwendung findet, und insbesondere als eine Vorsteuerkupplung zur Betätigung eines Betätigungssystems einer Hauptkupplung ausgestaltet ist, um die Hauptkupplung zu öffnen und/ oder zu schließen.

Es besteht dabei ein ständiges Bedürfnis, mit geringem konstruktivem Aufwand die Vorsteuerkupplung als auch die Hauptkupplung komfortabel öffnen und schließen zu können.

Magnetkupplungen weisen gegebenenfalls den Nachteil auf, dass die zum Schließen der Magnetkupplung benötigte Kraft im geöffneten Zustand der Kupplung von der Weite des Arbeitsluftspalts bzw. vom Abstand der durch Magnetkraft axial zu verlagernden Komponenten der Magnetkupplung abhängt. Das bedeutet, dass je größer der Arbeitsluftspalt ist, desto höher muss der notwendige Anzugstrom definiert werden, um die Magnetkupplung sicher schließen zu können. Um sicherzustellen, dass eine ausreichend große Magnetkraft bewirkt werden kann, sind entsprechend große bzw. leistungsfähige Magnete vorzusehen, die die jedoch den Nachteil aufweisen, dass sie bauraum intensiv und/ oder kostenintensiv sind.

Andererseits muss auch gewährleistet werden, dass ein Öffnen der Magnetkupplung ohne Erzeugung von Schleppmomenten möglich ist, um einen reibungsbedingten Verschleiß im geöffneten Zustand der Magnetkupplung zu vermeiden. Entsprechend muss ein genau definierter, optimaler Luftspalt zwischen den im geschlossenen Zustand das Drehmoment übertragenden, aneinander anliegenden Kupplungskomponenten eingehalten werden. Weiterhin ist nicht auszuschließen, dass fertigungsbedingte Toleranzen in der Magnetkupplung bestehen, die es ebenfalls notwendig machen, den Arbeitsluftspalt mit sehr großer Genauigkeit einzustellen. Dies ist zum einen mittels sehr genauer Vermessungsprozesse bei der Montage und der Einstellung des Luftspaltes über Distanzscheiben möglich. Eine andere Möglichkeit ist es, die Eingangsseite sowie die Ausgangsseite der Magnetkupplung gesondert zu lagern, was jedoch mit dem Nachteil zusätzlich zu überwindender Schleppmomente verbunden ist.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Magnetkupplung sowie eine damit ausgestattete Kupplungsanordnung zur Verfügung zu stellen, die in kostengünstiger Bauart einen verschleißarmen Betrieb mit einer einfach zu realisierenden Montage kombinieren.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die schaltbare Magnetkupplung gemäß Anspruch 1 sowie durch die Kupplungsanordnung gemäß Anspruch 10. Vorteilhafte Ausgestaltungen der schaltbaren Magnetkupplung sind in den Unteransprüchen 2 bis 9 angegeben.

Die Merkmale der Ansprüche können in jeglicher technisch sinnvollen Art und Weise kombiniert werden, wobei hierzu auch die Erläuterungen aus der nachfolgenden Beschreibung sowie Merkmale aus den Figuren hinzugezogen werden können, die ergänzende Ausgestaltungen der Erfindung umfassen.

Die Erfindung betrifft eine schaltbare Magnetkupplung zur Übertragung eines Drehmoments auf einer Rotationsachse von einer Antriebseite zu einer Abtriebseite, wobei auf einer Seite der Magnetkupplung eine magnetische Einrichtung zur Ausübung einer magnetischen Anziehungskraft sowie ein erstes Anlageelement angeordnet sind. Auf der anderen Seite der Magnetkupplung sind ein zweites Anlageelement, mit welchem bei Anlage am ersten Anlageelement ein Drehmoment übertragbar ist, sowie ein Nabenelement zur Aufnahme eines am zweiten Anlageelement anliegenden Drehmoments, und ein bezüglich des Nabenelements durch Anziehungskraft der magnetischen Einrichtung axial verschiebbares Anziehungselement, welches drehfest und axial fest mit dem zweiten Anlageelement verbunden ist, angeordnet. Die Magnetkupplung weist des Weiteren ein an dem Nabenelement oder dem Anziehungselement reibschlüssig fixiertes und unter Überwindung der Reibkraft axial verschiebbares Positionierungselement auf. An dem jeweils anderem Element von Nabenelement und Anziehungselement ist an einer der magnetischen Einrichtung axial zugewandten Seite des Positionierungselements ein Anschlag angeordnet, zur Anlage des Positionierungselements zwecks Begrenzung einer Entfernung des Anziehungselements von der magnetischen Einrichtung.

Der Begriff „axial“ bezieht sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung immer auf die Drehachse der Magnetkupplung.

Die Magnetkupplung bewirkt somit von einer Antriebseite zu einer Abtriebseite eine magnetische Anziehungskraft.

Das erste Anlageelement kann dabei als ein erstes Reibelement ausgestaltet sein, welches gleichzeitig die Funktion einer ersten Nabe hat zur Kopplung mit einer ersten Welle, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass das erste Anlageelement zur magnetischen Einrichtung relativ drehbar angeordnet ist.

Entsprechend kann auch das zweite Anlageelement als ein zweites Reibelement ausgeführt sein, mit welchem bei Anlage am ersten Anlageelement ein Drehmoment reibschlüssig übertragbar ist.

Das dem zweiten Anlageelement zugeordnete Nabenelement ist dazu eingerichtet, das am zweiten Anlageelement anliegende Drehmoment unmittelbar oder mittelbar auf eine an das Nabenelement angeschlossene Welle zu übertragen.

Auf Grund dessen, dass das Positionierungselement axial verschiebbar ist, kann es in einer einfachen Weise an einer axialen Position positioniert werden, bei der das auch als Ankerscheibe bezeichnete Anziehungselement bei Anlage des Anschlags am Positionierungselement einen optimalen und definierten Abstand zur magnetischen Einrichtung aufweist. Derart ist gewährleistet, dass das Anziehungselement auch bei geöffneter Kupplung derart dicht an der magnetischen Einrichtung positioniert ist, dass die magnetische Einrichtung eine ausreichend starke Magnetkraft auf das Anziehungselement ausüben kann, um das Anziehungselement und damit auch das zweite Anlageelement derart in Richtung auf die magnetische Einrichtung zu verschieben, dass die Anlageelemente aneinander zur Anlage gebracht werden und derart Drehmoment übertragen können.

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das jeweils andere Element von Nabenelement und Anziehungselement auf der dem Anschlag axial abgewandten Seite des Positionierungselements eine Mitnahmeeinrichtung in einer Entfernung, die der Summe der axialen Breite des Positionierungselements sowie einer gewünschten Spaltbreite zwischen dem ersten Anlageelement und dem zweiten Anlageelement entspricht, aufweist. Die Mitnahmeeinrichtung ist dazu eingerichtet, bei einer Verschiebung des die Mitnahmeeinrichtung aufweisendes Elements in Richtung auf die magnetische Einrichtung das Positionierungselement axial in Richtung auf die magnetische Einrichtung unter Überwindung der Reibkraft zu verschieben.

Auf Grund dessen, dass das erste Anlageelement axial fest in Bezug zur magnetischen Einrichtung angeordnet ist und das zweite Anlageelement axial fest in Bezug zum Anziehungselement angeordnet ist, definiert der Spalt zwischen den Anlageelementen auch den Abstand zwischen der magnetischen Einrichtung und dem Anziehungselement.

Durch die Mitnahmeeinrichtung wird bei der Montage gewährleistet, dass bei einer axialen Bewegung des Anziehungselements sowie auch des zweiten Anlageelements in Richtung auf die magnetische Einrichtung das Positionierungselement unter Überwindung der Reibkraft ausreichend weit verschoben wird, bis die Anlageelemente aneinander zur Anlage gebracht sind.

Auf Grund dessen, dass der axiale Abstand zwischen der Mitnahmeeinrichtung und dem Anschlag der Summe der axialen Breite des Positionierungselements sowie der gewünschten Spaltbreite zwischen dem ersten Anlageelement und dem zweiten Anlageelement entspricht, kann danach, durch eine Rückstellkraft zwischen dem Anziehungselement und dem Nabenelement, eine Entfernung des Anziehungselements und damit auch des zweiten Anlageelements von der magnetischen Einrichtung erfolgen, die jedoch nur so weit ausgeführt werden kann, bis der Anschlag am Positionierungselement anliegt. Insgesamt kann somit mittels der Mitnahmeeinrichtung sichergestellt werden, dass bei Montage der Magnetkupplung der Spalt zwischen den Anlageelementen nicht zu gering ausgeführt wird und entsprechend das Auftreten von Schleppmomenten sowie ein damit einhergehender Verschleiß verhindert wird.

Zudem bewirkt die Mitnahmeeinrichtung bei einem betriebsbedingtem Verschleiß der Anlageelemente, insbesondere wenn diese als Reibelemente bzw. Reibscheiben ausgestaltet sind, und einer damit einhergehenden Vergrößerung des Spaltes zwischen den Anlageelementen, dass bei Wirkung der Anziehungskraft von der magnetischen Einrichtung auf das Anziehungselement bei Anlage der Mitnahmeeinrichtung an dem Positionierungselement die das Positionierungselement fixierende Reibkraft überwunden werden kann und entsprechend das Positionierungselement in Richtung auf die magnetische Einrichtung verschoben werden kann, bis die Anlageelemente aneinander anliegen. Derart ist eine automatische Selbstnachstellung der Magnetkupplung hinsichtlich ihrer Spaltbreite gewährleistet.

Des Weiteren ist in einer vorteilhaften Ausführungsform vorgesehen, dass das Anziehungselement und das Nabenelement über eine Federeinrichtung zur Ausübung einer Rückstellkraft auf das Anziehungselement miteinander verbunden sind.

Das Nabenelement ist axial fixiert. Die Rückstellkraft bewirkt eine Rückstellbewegung des Anziehungselements und damit auch des zweiten Anlageelements aus einer geschlossenen Stellung, in der die Anlageelemente aneinander anliegen, in eine geöffnete Stellung, in der die Magnetkupplung geöffnet ist.

Insbesondere ist die Federeinrichtung durch mehrere Blattfedern ausgebildet, die das Nabenelement mit dem Anziehungselement verbinden.

Die Federeinrichtung dient des Weiteren zur Übertragung des Drehmoments von dem zweiten Anlageelement auf das Nabenelement.

Dabei sollte die von der Federeinrichtung auf das Anziehungselement bewirkte maximale Rückstellkraft geringer sein als die das Positionierungselement fixierende Reibkraft. Derart wird gewährleistet, dass auch bei Anlage der Anlageelemente aneinander das Positionierungselement nicht durch die Rückstellkraft verschoben werden kann, so dass die eingestellte Breite des Spaltes zwischen den Anlageelementen erhalten bleibt.

Weiterhin kann die magnetische Einrichtung drehtest angeordnet sein und das erste Anlageelement bezüglich der magnetischen Einrichtung kann drehbar angeordnet sein. Die magnetische Einrichtung kann dabei ein Gehäuse umfassen, in welchem ein oder mehrere Magnete der magnetischen Einrichtung untergebracht sind.

Dabei ist in einer Ausführungsform ein Drehlager zwischen der magnetischen Einrichtung und dem ersten Anlageelement angeordnet, zwecks Abstützung des ersten Anlageelements an der magnetischen Einrichtung bei gleichzeitiger Ermöglichung der Relativ-Rotation.

Das erste Anlageelement kann dabei ebenfalls als eine Nabe ausgestaltet sein.

Die magnetische Einrichtung kann sich dabei auf der dem Spalt bzw. dem zweiten Anlageelement axial gegenüberliegenden Seite des ersten Anlageelements positioniert sein, so dass sich das erste Anlageelement axial zwischen der magnetischen Einrichtung und dem zweiten Anlageelement befindet und die von der magnetischen Einrichtung bewirkte magnetische Anziehungskraft auf das Anziehungselement durch das erste Anlageelement hindurch wirkt.

Insbesondere können das zweite Anlageelement sowie das verschiebbare Anziehungselement durch ein integrales Bauteil ausgeführt sein.

Dabei kann das zweite Anlageelement durch ein dem ersten Anlageelement zugewandtes Formelement oder eine Reibfläche ausgebildet sein.

Bei Anziehung des Anziehungselements durch die magnetische Einrichtung wird entsprechend auch das zweite Anlageelement verschoben und zur Anlage an das erste Anlageelement gebracht. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der schaltbaren Magnetkupplung sind die beiden Anlageelemente Reibelemente, zur reibschlüssigen Übertragung eines Drehmoments von der Antriebseite zur Abtriebseite.

Hierfür kann ein jedes der Anlageelemente einen Reibbelag aufweisen.

Das Positionierungselement kann als ein Reibring ausgestaltet sein, welcher mit einer radial ausgerichteten Seite unter radialer Vorspannung an dem Nabenelement oder an dem Anziehungselement anliegt. Entsprechend wirkt auf den Reibring eine radiale Normalkraft, aus der in Abhängigkeit vom zwischen dem Reibring und dem den Reibring tragenden Element wirkenden Reibfaktor die den Reibring fixierende Reibkraft resultiert.

Dabei kann in dem Element, an welchem der Anschlag angeordnet ist, eine Nut ausgebildet sein, in welcher der Reibring angeordnet ist, und welche mit ihrer der magnetischen Einrichtung zugewandten Wandung den Anschlag ausbildet und mit ihrer der magnetischen Einrichtung abgewandten Wandung die Mitnahmeeinrichtung ausbildet. In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Positionierungselement als Reibring ausgestaltet mit seiner radialen Innenseite unter radialer Spannung auf einer Zylindermantelfläche eines Absatzes des Nabenelements sitzt. Die radiale Außenseite des Reibrings befindet sich dabei in einer Nut, die im Anziehungselement ausgebildet ist. Die axiale Breite der Nut ist dabei so groß wie die Summe aus der Breite des Reibrings sowie des eingestellten Spaltes zwischen den Anlageelementen.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Kupplungsanordnung für ein Kraftfahrzeug, welches umfassend eine erfindungsgemäße schaltbare Magnetkupplung sowie eine Hauptkupplung aufweist, wobei die schaltbare Magnetkupplung als Vorsteuerkupplung der Hauptkupplung dient.

Das bedeutet, dass die Magnetkupplung als eine Einrichtung zur Betätigung eines Betätigungssystems der Hauptkupplung ausgestaltet ist, um die Hauptkupplung zu öffnen und/ oder zu schließen. Die oben beschriebene Erfindung wird nachfolgend vor dem betreffenden technischen Hintergrund unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen, welche bevorzugte Ausgestaltungen zeigen, detailliert erläutert. Die Erfindung wird durch die rein schematischen Zeichnungen in keiner Weise beschränkt, wobei anzumerken ist, dass die in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispiele nicht auf die dargestellten Maße eingeschränkt sind. Es ist dargestellt in

Figur 1 : die schaltbare Magnetkupplung im geöffneten Zustand,

Figur 2: die schaltbare Magnetkupplung im geschlossenen Zustand, und Figur 3: ein Kraft-Weg-Diagramm.

Zunächst wird der Aufbau der schaltbaren Magnetkupplung anhand Figur 1 erläutert. Die schaltbare Magnetkupplung umfasst auf einer gemeinsamen Rotationsachse 1 angeordnet auf einer Antriebseite 10 eine magnetische Einrichtung 20, die einen Magneten 21 in einem Gehäuse 22 umfasst. Über ein Drehlager 23 ist ein erstes Anlageelement 30, welches bezüglich der magnetischen Einrichtung 20 drehbar angeordnet ist, an dem Gehäuse 22 radial sowie axial gelagert.

Dieses erste Anlageelement 30 dient zur Anlage eines zweiten Anlageelements 40, welches auf der Abtriebseite 11 der der Magnetkupplung angeordnet ist.

In der hier dargestellten Ausführungsform ist das zweite Anlageelement 40 als ein integrales, ein Anziehungselement 70 der Magnetkupplung umfassendes Bauteil ausgebildet. Entsprechend kann mittels der magnetischen Einrichtung 20 eine Anziehungskraft 24 auf das Anziehungselement 70 ausgeübt werden, sodass sich dieses unter Überwindung eines Spaltes 50 zwischen dem zweiten Anlageelement 40 und dem ersten Anlageelement 30 in Richtung auf die magnetische Einrichtung 20 bewegt. Aufgrund dessen, dass das Anziehungselement 70 und das zweite Anlageelement 40 als ein integrales Bauteil ausgeführt sind, gelangt somit das zweite Anlageelement 40 zur Anlage am ersten Anlageelement 30.

Des Weiteren umfasst die Magnetkupplung auf der Abtriebseite 11 ein Nabenelement 60, welches über eine Federeinrichtung 100 mit dem Anziehungselement 70 drehfest gekoppelt ist. In der hier dargestellten Ausführungsform ist die Federeinrichtung 100 durch mehrere am Umfang verteilte Blattfedern 110 ausgebildet.

Das erste Anlageelement 30 dient in der hier dargestellten Ausführungsform als formschlüssig wirkendes Verbindungselement mit einer ersten, nicht dargestellten Welle. Das Nabenelement 60 dient in der hier dargestellten Ausführungsform der formschlüssigen Verbindung mit einer hier nicht dargestellten zweiten Welle.

Auf einem Absatz 61 des Nabenelements 60 sitzt ein als Reibring ausgestaltetes Positionierungselement 80 mit einer radial wirkenden Vorspannung 82, sodass auf die radiale Innenseite des Positionierungselements 80 radial eine Normalkraft 83 wirkt, die in Abhängigkeit der herrschenden Reibverhältnisse zwischen dem Positionierungselement 80 sowie dem Absatz 61 eine entsprechende Reibkraft ausbildet, die das Positionierungselement 80 in axialer Richtung fixiert.

Dabei befindet sich das Positionierungselement 80 innerhalb einer vom Anziehungselement 70 ausgebildeten Nut 90. In der in Figur 1 dargestellten Situation, in der die Magnetkupplung geöffnet ist, liegt das Positionierungselement 80 an einem von der Nut 90 ausgebildeten Anschlag 91 an und verhindert somit, dass sich das Anziehungselement 70 und demzufolge auch das damit gekoppelte zweite Anlageelement 40 zu weit von der magnetischen Einrichtung 20 entfernen.

Bei der Montage der Magnetkupplung kann unter Überwindung der das Positionierungselement 80 fixierenden Reibkraft dieses in seiner axialen Position derart eingestellt werden, dass sich ein Spalt 50 mit optimaler Spaltbreite 51 zwischen den Anlageelementen 30,40 ausbildet.

Bei einer Aktivierung des Magneten 21 der magnetischen Einrichtung 20 bildet sich ein wie in Figur 2 dargestellter magnetischer Fluss 25 in der Magnetkupplung aus. Dadurch wird von der magnetischen Einrichtung 20 eine Anziehungskraft 24 auf das Anziehungselement 70 ausgeübt, sodass dieses in Richtung auf die magnetische Einrichtung 20 verlagert wird und entsprechend der in Figur 1 dargestellte Spalt 50 geschlossen wird, so dass die beiden Anlageelemente 30,40 aneinander anliegen. In der hier dargestellten Ausführungsform umfasst das erste Anlageelement 30 einen Reibbelag 31 , zur Erhöhung des Reibfaktors zwischen den Anlageelementen 30,40 zwecks reibschlüssiger Übertragung eines Drehmoments zwischen den Anlageelementen 30,40. Aufgrund der axialen Verlagerung des Anziehungselements 70 und damit auch des zweiten Anlageelements 40 in Richtung auf die magnetische Einrichtung 20 hat sich der Anschlag 91 der Nut 90 im Anziehungselement 70 vom Positionierungselement 80 gelöst. Es ist nunmehr ersichtlich, dass das Positionierungselement 80 mit seiner dem Anschlag 91 axial gegenüberliegenden Seite an einer Mitnahmeeinrichtung 92 anliegt, die ebenfalls von der Nut 90 ausgebildet ist. Diese Mitnahmeeinrichtung 92 sorgt dafür, dass bei einer Montage der Magnetkupplung das Positionierungselement 80 mittels der Mitnahmeeinrichtung 92 unter Überwindung der Reibkraft in Richtung auf die magnetische Einrichtung 20 geschoben werden kann, bis die Anlageelemente 30,40 zur Anlage aneinander gelangen. Die Breite der Nut 90 ist dabei so dimensioniert, dass sie der Summe der axialen Breite 81 des Positionierungselements 80 und der Spaltbreite 51 entspricht.

Bei einer Aufhebung der magnetischen Wirkung und auf Grund einer durch die Federeinrichtung 100 auf das Anziehungselement 70 ausgeübten Rückstellkraft 111 wird das Anziehungselement 70 wieder in eine axiale Position bewegt, die in Figur 1 dargestellt ist, in der das Positionierungselement 80 an dem Anschlag 91 anliegt. Die Rückstellkraft 111, die von der Federeinrichtung 100 bzw. deren Blattfedern 110 bewirkt wird, darf dabei nicht größer sein als die das Positionierungselement 80 fixierende Reibkraft.

Durch die Mitnahmeeinrichtung 92 ist gewährleistet, dass bei einer gegebenenfalls verschleißbedingten Zunahme der Spaltbreite 51 und einer dadurch bedingten größeren axialen Verlagerung des zweiten Anlageelements 40 das Positionierungselement 80 unter Überwindung der fixierenden Reibkraft derart weit verschoben werden kann, dass die Anlageelemente 30,40 wieder zur Anlage kommen. Es kann dementsprechend durch die Magnetkupplung eine selbsttätige Nachstellung erfolgen.

Figur 3 zeigt ein Kraft-Weg-Diagramm zur Verdeutlichung der in Abhängigkeit von der Spaltbreite 51 wirkenden Anziehungskraft 24. Es ist ersichtlich, dass eine von der magnetischen Einrichtung 20 bewirkte Anziehungskraft 24 umso größer ist, je geringer der zurückzulegende Weg zwischen den Anlageelementen 30,40 ist bzw. umso geringer die Spaltbreite 51 ist. Es ist hieraus zudem ersichtlich, dass die Abnahme der Anziehungskraft 24 bei Zunahme der Spaltbreite 51 exponentiell verläuft. Durch das Positionierungselement 80 und den Anschlag 91 ist gewährleistet, dass sich das zweite Anlageelement 40 und damit auch das Anziehungselement 70 nicht derart weit von der magnetischen Einrichtung 20 entfernen können, dass die Anziehungskraft so gering wird, dass keine zuverlässige Anlage der Anlageelemente 30,40 aneinander gewährleistet werden kann.

Die Mitnahmeeinrichtung 92 wiederum bewirkt, dass die Anlageelemente 30,40 bei geöffneter Kupplung nicht derart dicht aneinander positioniert sein können, dass ein Schleppmoment zwischen den Anlageelementen 30,40 und demzufolge erhöhter Verschleiß auftreten kann. Insbesondere ist vorgesehen, dass der hier dargestellte Arbeitsbereich 120 durch eine entsprechende axiale Positionierung des

Positionierungselements 80 sowie durch einen entsprechenden Abstand zwischen dem Anschlag 91 und der Mitnahmeeinrichtung 92 realisiert ist.

Mit der hier vorgeschlagenen Magnetkupplung lässt sich der Arbeitsluftspalt auf ein Minimum reduzieren, so dass die magnetische Einrichtung nur so leistungsfähig dimensioniert werden muss, dass der minimale Arbeitsluftspalt geschlossen werden kann. Entsprechend ist auch ein geringerer Strom nötig, um die Magnetkupplung schließen zu können. Des Weiteren weist die Magnetkupplung den Vorteil auf, dass die Montage mit verringertem Aufwand ausgeführt werden kann.

Bezuqszeichenliste

I Rotationsachse

10 Antriebseite

I I Abtriebseite

20 magnetische Einrichtung

21 Magnet

22 Gehäuse

23 Drehlager

24 Anziehungskraft

25 magnetischer Fluss

30 erstes Anlageelement

31 Reibbelag

40 zweites Anlageelement

50 Spalt

51 Spaltbreite

60 Nabenelement

61 Absatz

70 Anziehungselement

80 Positionierungselement

81 axiale Breite des Positionierungselements

82 radiale Vorspannung

83 Normalkraft

90 Nut

91 Anschlag

92 Mitnahmeeinrichtung

100 Federeinrichtung 110 Blattfeder

I I I Rückstellkraft

120 Arbeitsbereich