CZ300180B6

CZ300180B6 - Prestavitelná magnetická spojka

Info

Publication number: CZ300180B6
Application number: CZ0296399A
Authority: CZ
Inventors: J. Lamb@Karl
Original assignee: Magna Force, Inc.
Priority date: 1997-02-20
Filing date: 1998-02-20
Publication date: 2009-03-04
Also published as: IL151507A0; CA2280684C; AU6183398A; EP1361648A3; EP1361648A2; PT962044E; NZ337242A; PL335230A1; DK0962044T3; IL131468A0; WO1998037617A1; PL189821B1; SG99949A1; BR9808649A; CN1140042C; KR100526909B1; EP0962044B1; CZ9902963A3; HUP0001450A2; NO994004D0

Abstract

Prestavitelná magnetická spojka obsahuje první a druhý otácivý hrídel (20, 21), dva souosé magnetové rotory (24, 25), obsahující každý príslušnou soupravu trvalých magnetu, dva souosé vodicové rotory(26, 27), obsahující každý neželezný elektrovodivý prstenec (28, 29), oddelovaný vzduchovou mezerou(48, 48') od odpovídající jedné ze souprav magnetu. První dva z uvedených rotoru jsou umísteny v pevném vzájemném axiálním odstupu a jsou osazeny jako jednotka na uvedeném prvním hrídeli (20) pro spolecné otácení s tímto hrídelem, zatímco zbývající dva z uvedených rotoru jsou osazeny axiálne pohyblive v opacných smerech vzhledem k uvedenému druhému hrídeli (21) a pro spolecné otácení s tímto hrídelem. Spojka dále obsahuje tlacné a tažné prostredky (56, 61, 78) pro axiální pohybování prvním rotorem v druhé skupine rotoru po dráze odpovídající predem zvolené vzdálenosti ve zvoleném axiálním smeru a pro axiální pohybování druhým rotorem v druhéskupine rotoru po dráze o velikosti stejné jako je uvedená zvolená vzdálenost, ale v axiálním smeruopacném vuci uvedenému zvolenému axiálnímu smeru,címž dochází k menení uvedených vzduchových mezer(48, 48') ve stejné míre.

Description

Přcstavitelná magnetická spojka

Oblast techniky

Vynález se týká magnetických spojek s trvalými magnety typu majících magnetový rotor na jednom hřídeli, který je oddělován vzduchovou mezerou od vodičového rotoru na druhém hřídeli, přičemž vodičový rotor obsahuje elektrovodivý prvek s operou z železného kovu, uložený proti magnetům magnetového rotoru. Vynalez še konkrétně týká přestavování vzduchové mezery'.

H)

Dosavadní stav techniky

Je známo, že se používají indukční motory například pro pohon ventilátoru, dmychadel, čerpadel a kompresorů. Bylo zjištěno, že když jsou tyto motory poháněny plnou rychlostí, mají normálně ve srovnání s požadavky zátěže předimenzovanou kapacitu a tato nadměrná kapacita se zvyšuje, když je zátěž proměnlivá. Bylo zjištěno, že kdyby se mohl výstupní točivý moment motorů nastavovat tak, aby poskytoval pouze požadovaný výkon, bude to mít za následek výrazné snížení spotřeby energie. Byly proto vyvinuty pohony s proměnlivou rychlostí, a to ve formě elektronických

2c zařízení, která přizpůsobují rychlost motoru rychlosti, jaká je požadována pro dané použití. Typický pohon s proměnlivou ry chlostí usměrňuje vstupní střídavé napětí a proud na stejnosměrné a poté je opět invertuje na střídavé při odlišném napětí a kmitočtu. Výstupní napětí a kmitočet jsou určovány podle skutečných potřeb výkonu a nastavují se automaticky řídicím systémem nebo obsluhou.

Pohony s proměnlivou rychlostí však byly až dosud celkové tak drahé, že nejsou v rozsáhlejší míre pro úspory energie používány. Kromě toho se uvádí, že pohony s proměnlivou rychlostí vyžadují dostupnost vysoce kval i Ukovaného personálu a zkracují životnost motoru.

Vynález si klade za úkol vytvořit mechanickou alternativu pohonů s proměnlivou rychlostí, která by byla daleko ekonomičtější, samočinně by udržovala rychlost otáčení zátěže na předem nastavené rychlosti, když se požadavky zátěže mění, a nevyžadovala by změnu elektromotoru nebo seřizování vstupního napětí a kmitočtu. Dále se klade za úkol vytvořit spojku s trvalými magnety, který by pracovala v pohonech s proměnlivou rychlostí bez přehřívání, >5

V patentovém spisu US 5 477 094 přihlašovatele jc popsána magnetická spojka, jejíž magnetový rotor je vřazen me/i dva vodičové rotory, které jsou vzájemně spolu spojeny pro otáčení jako vodičová rotorová jednotka na jednom hřídeli, zatímco magnetová rotorová jednotka je osazena tak, že se otáčí na druhém hřídeli. Magnetová rotorová jednotka obsahuje soubor trvalých magie netů. jejichž opačné póly jsou oddělovány vzduchovými mezerami od elektricky vodivých prstenců s podporou z železného materiálu, osazených na příslušném vodičovém rotoru. Otáčení jednoho z obou hřídelů má za následek otáčení druhého hřídele magnetickým působením, aniž by mezi hřídeli bylo jakékoli přímé mechanické spojení.

4? Uvedeny patentový spis přihlašovatele také popisuje koncepci sc dvěma magnetovými rotory místo jedné magnetové rotorové jednotky, přičemž každý magnetový rotor má příslušnou sadu trvalých magnetů, oddělovaných vzduchovou mezerou od elektrovodivých prvků příslušného vodičového rotoru. Oba magnetové rotory jsou axiálně vzájemně vůči sobě pohyblivé a jsou od sebe odtlačovány s pružinovým předpětím.

5(1

- I CZ 300180 B6

Podstata vynálezu

Vynález přináší přestavíte lnou magnetickou spojku, obsahující první otáčivý hřídel a druhý otá5 čivý hřídel, otáčivé okolo společné osy otáčení, skupinu dvou magnetových rotorů, umístěných s vzájemným axiálním odstupem, které každý obsahují odpovídající soupravu magnetu, a skupinu dvou vodičových rotorů, umístěných s vzájemným axiálním odstupem, které každý obsahují neželezný elektrovodivý prstenec, oddělovaný od odpovídající jedné z uvedených souprav magnetů vzduchovou mezerou, přičemž řešení podle vynálezu spočívá v tom. že vzdálenost mezi in rotory jedné z uvedených skupin, dále označované jako první skupina rotorů, je pevná, přičemž tato skupina je osazena na prvním hřídeli pro společné otáčení s tímto prvním hřídelem, přičemž rotory druhé z uvedených skupin, dále označované jako druhá skupina rotorů, jsou uloženy soustředně k uvedenému druhému hřídeli, jsou vůči sobě axiálně pohyblivé podél druhého hřídele, a společně se otáčejí s tímto druhým hřídelem, a přičemž magnetická spojka dále obsahuje tlačné iš a tažné prostředky pro axiální pohybování prvním rotorem v druhé skupině rotorů po dráze odpovídající předem zvolené vzdálenosti ve zvoleném axiálním směru a pro axiální pohybování druhým rotorem v druhé skupině rotorů po dráze o velikosti stejné jako je uvedená zvolená vzdálenost. ale v axiálním směru opačném vůči uvedenému zvolenému axiálnímu směru, čímž dochází k měnění uvedených vzduchových mezer ve stejné míře.

K druhému hřídelí je podle dalšího znaku vy nálezu upevněn v místě ležícím mezi rotory' druhé skupiny rotorů pátý rotor nesoucí výkyvný mechanismus tvořící část uvedených tlačných a tažných prostředků. Výkyvný mechanismus je s výhodou tvořen sadou výkyvných jednotek, přičemž každá výkyvná jednotka je středově výkyvné uložena na pátém rotoru a má své opačné konce kluzně a natáčivé spojené každý s jedním z rotorů druhé skupiny rotorů.

Podle dalšího znaku vynálezu jsou rotory druhé skupiny rotorů kluzně osazeny na pátém rotoru.

Rotory' první skupiny rotorů jsou s výhodou vodieovc rotory; které každý mají svůj elektrovodivý 5i) prstenec opřený o odpovídající opěrný člen z železného kovu. a rotory' druhé skupiny rotorů jsou magnetové rotory; které mají magnety svých souprav trvalých magnetů uspořádané na jednom magnetovém rotoru s obrácenými póly vůči magnetům na druhém magnetovém rotoru, přičemž každá z těchto souprav trvalých magnetu je osazena v odpovídajícím nosičovém kotouči, obsahujícím odpovídající opěrný člen ze železného kovu, o nějž jsou opřeny magnety této soupravy;

Uvedené tlačné a tažné prostředky podle dalšího znaku vynálezu dále obsahují přestavovací mechanismus spřazený s prvním z rotorů druhé skupiny rotorů a uzpůsobený pro axiální posun tohoto prvního rotoru o zvolenou vzdálenost ve zvoleném axiálním směru v odezvě na přestavovací impulz od řídicí jednotky procesu. Výkyvná jednotka může být vytvořena jako vahadlo, ío jehož konce jsou kluzně a otáčivě spojeny s odpovídajícími rotory druhé skupiny rotorů, pro přenášení axiálního pohybu uvedeného prvního rotoru v uvedené druhé skupině v opačném směru ve stejné velikosti na uvedený druhý rotor v uvedené druhé skupině. S výhodou je výkyvná jednotka na pátém rotoru výkyvné uložena na úložném členu otočného uložení, vystupujícím radiálně směrem od osy otáčení druhého hřídele, takže výkyvná jednotka je v zaberu s odpovídajícími rotory druhé skupiny rotorů v polohách, ležících vc stejných vzdálenostech od osy otáčení druhého hřídele.

Výkyvná jednotka má s výhodou na svých koncích podélné štěrbiny, a rotory v uvedené druhé skupině mají odpovídající sledovací kladky vsunuté do těchto štěrbin.

Podle dalšího znaku vynálezu má výkyvná jednotka zataženou polohu, ležící v rovině s pátým rotorem, když jsou vzduchové mezery 11a maximu, a vysunutou polohu, v níž leží spojnice jejích konců šikmo vzhledem k rovině pátého rotoru, která odpovídá poloze rotorů druhé skupiny, v níž jsou vzduchové mezery zmenšené.

- 2 CZ 300180 B6

Podle výhodného provedení vynálezu je jeden z rotorů na prvním hřídeli umístěn v radiálním odstupu od druhého hřídele odpovídajícím prstencové mezeře, přičemž přestavovaeí mechanismus je uspořádán skrz tuto prstencovou mezeru směrem dalšímu z rotorů na prvním hřídeli.

Podle dalšího znaku vynálezu je řídicí jednotka procesu připojena k přestavovaeímu mechanismu pro přenášení ovládacího pohybu ovládacím ramenem, které také tvoří část tlačných a tažných prostředků. Ovládací rameno je s výhodou natáčivé z polohovače ovládaného řídicí jednotkou procesu pro jeho otáčení v úhlu odpovídajícím zvolenému posunu prvního členu, a přestavovaeí

K'i mechanismus je vačkový mechanismus s válcovými členy, v němž je zajištěno převádění otáčení jednoho válcového členu na axiální pohyb druhého válcového clenu vačkovým převodem mezi válcovými členy přestavovaeího mechanismu.

Podle výhodného provedení obsahuje přestavovaeí mechanismus první člen, uložený s možností pouze axiálního pohybu, a druhý člen, spojený pro společné otáčení s ovládacím ramenem a držený proti axiálnímu pohybu, přičemž druhý člen je vzájemně spojený s prvním členem pro pohyb prvního členu axiálně v odezvě na otáčení druhého členu, a přičemž druhý člen je spřažen s prvním z rotorů v druhé skupině pro jeho selektivní tlačení nebo tažení v axiálním směru o zvolenou vzdálenost ve zvoleném směru, přičemž druhý hřídel je volně otáčivý nezávisle na přesta20 vovaeím mechanismu. Vzájemné spojení mezi uvedenými prvním členem a druhým členem může obsahovat vačkovou štěrbinu v jednom z uvedených členů a doplňkovou sledovací kladku, odvaluj íeí se ve vačkové štěrbině a osazenou na druhém z uvedených členů.

Vynález umožňuje, ve srovnání s výše zmíněným řešením dle známého stavu techniky s pohybli25 vými magnetovými rotory, že se axiální polohy pohyblivé uložených magnetových rotorů mohou z ovládacího místa řiditelné mčnit, čímž se řiditelně mění velikost vzduchových mezer, takže se v důsledku seřizování velikosti vzduchových mezer vyvíjí z točivého motoru, pracujícího s konstantní rychlostí, proměnlivý točivý moment, přenášený na zátěž. Konkrétněji řečeno, jsou místo pružinového předpčtí magnetových rotorů od sebe, jak bylo popsáno výše, jsou polohy magneto51» vých rotorů ovládány ze stacionárního řídicího mechanismu, který je ve spojení s přestavovacím mechanismem působícím na magnetových rotorech tak, že se jimi selektivně pohybuje k sobě pro rozšiřování vzduchových mezer nebo od sebe pro zužování vzduchových mezer. Přestavování mezer mění rotační skluz mezi magnetovými rotorovými jednotkami a vodičovými rotorovými jednotkami pro dané zatížení hnaného hřídele a tím se ovlivňuje i rychlost otáčení hnaného hří55 dele. Pro daný točivý moment zátěže mohou být vzduchové mezery seřízeny tak. že se vyvíjí točivý moment s předem nastaveným rozdílem rychlosti otáčení pod hodnotou rychlosti motoru. Předpokládá-li se, že výstupní točivý moment motoru je při stanovené provozní rychlosti motoru přiměřený zatížení, bylo zjištěno, že se dosáhnou podstatné energetické úspory; a to vzhledem k tomu, že se výstupní výkon motoru samočinně nastavuje na výkonový požadavek zátěže.

4o Kromě toho podle vvnálezu nevyvolává normální rychlostní rozdíl (skluz) mezi magnetovými rotory a vodičovými rotory přehřívání.

Nastavovací prostředky podle vynálezu mohou být například řešeny tak. že jeden z magnetových rotorů je axiálně pohybovaný například reverzibilním servomotorem a druhý magnetový rotor se v odezvě na pohybování prvního rotoru axiálně přesouvá se stejným posunem, a to v důsledku působení mechanismu vřazeného mezi oba rotory. Tento mechanismus může zahrnovat střední rotorový člen (označený zde jako pátý rotor), osazený na výstupním hřídeli, a obsahovat výkyvné jednotky tvořené výkyvným ramenem, středově výkyvné uloženým na uvedeném na středním rotorovém členu a kluzně a otáčivě připojeným na jeho koncích k magnetovým rotorům, takže magnetové rotory se pohybují ve vzájemně opačných směrech, kdykoli sc jedním z magnetových rotorů axiálně pohybuje. Je dávána přednost řešení, kdy jsou magnetové rotory kluzně uloženy na vodicích kolících nebo tyčích, vybíhajících se středního rotorového členu rovnoběžné s výstupním hřídelem, ale magnetové rotory mohou být také kluzně uloženy přímo na výstupním hřídeli.

- j CZ 300180 B6

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je blíže vysvětlen v následujícím popisu na příkladech provedení s odvoláním na připo5 jene výkresy, ve kterých znázorřiuje obr. I podélný řez prvním provedením vynálezu, ukazující polohu se širokou vzduchovou mezerou, a vedený rovinou 1-1 z obr. 5. obr. 2 perspektivní pohled na první provedení spojky (bez vodičových rotorů) a ukazující přcstavovací mechanismus vzduchové mezery, roztažený tak, že magnetové rotory jsou v poloze s užší vzduchovou mezerou. obr. 3 půdorysný pohled odpovídající obr. 2. obr. 4 půdorysný pohled odpovídající obr. 3, io s přestavovaeím mechanismem vzduchových mezer zataženým tak. že magnetové rotory jsou v poloze se širokou vzduchovou mezerou, obr. 5 příčný řez rovinou 4-4 z obr. 4, obr. 6 koncový pohled na levý magnetový rotor v pohledu zleva doprava na obr. 1 a se sejmutými magnety, obr. 7 perspektivní pohled, ukazující přcstavovací mechanismus s vačkovým převodem, obr. 8 podélný řez druhým provedením vynálezu, ukazující polohu se širokou vzduchovou mezerou.

tš a obr. 9 perspektivní pohled na jeden z ventilačních prstenců.

Příklady provedeni vynálezu

2(i Na obr. 1 jsou znázorněny souose uložený vstupní hřídel 20 a výstupní hřídel 2_L které mají na sobě uložené vodičovou rotorovou jednotku 22 a dvojici magnetových rotorů 24, 25. Vodičová rotorová jednotka 22 obsahuje dva vodiěové rotory 26. 27, umístěné v axiálním vzájemném odstupu a mající každý odpovídající vodivý prstenec 28, 29. Vodivé prstence 28, 29 jsou obráceny směrem k sobě a jsou vytvořené z neželezného materiálu s vysokou elektrickou vodivostí, jako je měd'. Tyto vodivé prstence 28, 29 jsou osazeny například pomocí šroubů na odpovídajících opěrných prstencích 32, 33, které jsou s výhodou z měkké oceli. Vodičová rotorová jednotka 22 také obsahuje rotorový kotouč 34. připevněný šrouby 35 k náboji 36 a umístěný v axiálním odstupu od vodivého prstence 28 s mezilehlou větrací mezerou 37. Opěrné prstence 32, 33 jsou spojeny navzájem a jsou připojeny ke kotouči 34 odpovídajícími soupravami 38. 38' šroubů, ai zašroubovaných do distančních pouzder 39. 39'. umístěných vně magnetových rotorů 24. 25. Vodíčový rotor 27 je oddělován od výstupního hřídele 21 prstencovou mezerou 40. Náboj 36 je osazen na vstupním hřídeli 20 klínovým spojením nebo spojem s perem.

Každý / magnetových rotorů 24, 25 má nosičovy kotouč 42 z neželezného materiálu, s výhodou z měkké oceli, opřený o opěrný kotouč 43 z železného kovu. Nosičové kotouče 42 mohou být /. hliníku nebo z vhodného nemagnetického kompozitu, z nichž každý je opatřený sadou obdélníkových výřezů 44, umístěných ve stejných vzájemných odstupech a uspořádaných na kružnici, do nichž jsou vloženy odpovídající trvalé magnety sady trvalých magnetů 46. osazených každý s opřením o odpovídající opěrný kotouč 43. Přilehlé magnety mají obrácené polarity. Magnety

4d 46 leží v odstupu od vodivých prstenců 28. 29 s mezilehlými vzduchovými mezerami 48, 48'.

S výhodou je kotouč 34 vytvořen s větracími otvory' 47 pro napomáhání cirkulaci vzduchu větrací mezerou 37 a vzduchovou mezerou 48 pro chlazení vodivého prstence 29. Chladicí vzduch pro vodivý prstenec 28 může volné vstupoval do vzduchové mezery 4$ z prstencové mezery 40.

Vodiěové rotory' mohou být také opatřeny přišroubovaným větracím prstencem 49 (obr. 9) s více lopatkovými prvky 49a pro zvyšování průtoku vzduchu u vodivých prstenců 27, 28 pro chlazení. Rozumí se, že zajištění přídavného větrání pro chlazení vodivého prstence 28 prostřednictvím větrací mezery 37 a/nebo větracích otvorů 47 nebo lopatkovými prvky 49a ventilačního prostředku nemusí být potřebné pro všechny případy použití, v nichž by mohl být vodivý prstenec

5a 28 osazen přímo na kotouči 34, který by potom mohl sloužit jako opera z železného kovu pro vodivý prstenec 28 místo opěrného prstence 32.

Podle vy nálezu jsou magnetové rotory' 24, 25 osazeny tak, že se otáčejí spolu s výstupním hřídelem 21 a jsou také vzájemně axiálně pohyblivé v opačných axiálních směrech pro přestavování

-4 CZ 300180 B6 velikosti vzduchových mezer 48, 48'. K tomuto účelu jsou magnetové rotory 24, 25 s výhodou kluzně nasunuty pomocí pouzdra 50 na axiálně opačných koncových částech tyčí 51. sloužících jako nosné a vodicí tyče. Tyto vodicí tyče vybíhají do axiálně opačných směru z pátého rotoru 52, který je osazen na výstupním hřídeli li mezi vodivými prstenci 28, 29. Podle alternativního ? provedení by mohly být magnetové rotory 24. 25 kluzně osazeny na výstupním hřídeli 21 místo na tyčích 51.

Pro pohybování magnetovými rotory 24, 25 v axiálním směru podél osy otáčení drážkovaného výstupního hřídele 21 do vzájemně opačných směrů, za účelem měnění šířky vzduchových mezer io 48, 48'. jsou tyto rotory opatřeny tlačnými a tažnými prostředky. Tlačné a tažné prostředky mohou obsahoval první tlačný a tažný mechanismus, procházející prstencovou mezerou 40 obklopující druhý hřídel 21, pro axiální pohybování magnetovým rotorem 25, a druhý tlačný a tažný mechanismus uspořádaný mezi magnetovými rotory pro pohybování magnetovým rotorem 24 v odezvě na pohyb magnetového rotoru 25 prvním mechanismem. Ve znázorněném pro15 vedení obsahuje druhý mechanismus pátý rotor 52 a přiřazené tyče 5T

Pátý rotor 52 může mít v podstatě čtvercový průřezový tvar (obr. 5) s čtyřmi stranovými plochami 52a, z nichž každá je opatřena středovým výběžkem 53. který z ní vy bíhá. Tyto výběžky 53 jsou opatřeny závitovými radiálními vrtáními, uspořádanými od jejich vnějších konců směrem k hřídeli 21 pro zašroubování šroubů 54, na nichž jsou nasunuta ložiska 55. V ložiscích 55 jsou osazeny střední nábojové části výkyvných jednotek 56 (obr. 3), vytvořených jako vahadlo s vačkovými štěrbinami 57. vytvořenými při každém z jeho vnějších konců. Do každé z těchto vačkových štěrbin 57 je vložena sledovací kladka 58 vačky (obr. 3). Každá kladka 58 vyčnívá směrem ven z úložného dříku 59, který je upevněn v odpovídajícím bloku 60 vystupujícím směrem k pátému rotoru 52 z úložného kotouče 42 odpovídajícího magnetového rotoru 24, 25 (obr. 2). Bloky 60 mohou být upevněny na nosičových kotoučích 42 dvojicí šroubů 60a (obr. 5).

Výky vné jednotky 56 tvoří první část tlačných a tažných prostředků (56-61-78) pro axiální pohybování prvním a druhým rotorem v druhé skupině rotorů ve smyslu definice předmětu vynáší· lezu, jak budou dále popsány.

Když jsou magnetové rotory 24, 25 zataženy do maximální axiální vzdálenosti od vodičovýeh rotorů 26, 27, jak je znázorněno na obr. 1, leží bloky 60 odpovídající dvojice bloků na opačných stranách každého z výběžků 53 pátého rotoru 52. takže vahadlové výkyvné jednotky 56 budou potom ve stejné rovině s pátým rotorem 52, jak je znázorněno na obr. 4 a 5. foto kompaktní uspořádání napomáhá minimalizoval délku spojky.

Při popsaném uspořádání s výkyvnými rameny se štěrbinami a sledovacími kladkami vaček je zřejmé, že když je magnetový rotor 25 odtlaěován od vodicového rotoru 27 pro zvětšování šířky

4d vzd uc ho vé mezery 48’, va had I o vé výky v né j ednot ky 56 se budo ti od po v í daj í c í ni způsobe tn otáčel na středních šroubech 54 tak, žc se jejich konce natočí směrem k pátému rotoru 52. Během tohoto natáčivého pohybu se kladky 58 valí ve štěrbinách 57 směrem k jejich vnitřnímu konci a v důsledku toho je magnetový rotor 24 tažen směrem k pátému rotoru 52. čímž dojde ke zvětšení šířky vzduchové mezery 48 ve stejné míře, jako se zvýší šířka 48' vzduchové mezery tlačením na magnetový rotor 25. Podobně když sc magnetový rotor 25 táhne směrem k vodiěovému rotoru 27 pro zužování šířky vzduchové mezery' 48', budou se vahadlové výkyvné jednotky 56 v odezvě na tento pohyb vykyvovat na šroubech 54 tak, že se jejich konce vykývnou od pátého rotoru 52, čímž se vyvolává posun magnetového rotoru 25 směrem k vodiěovému rotoru 26 a zužuje se vzduchová mezera 48 v souladu se zužováním vzduchové mezery 48'.

Tlačení a tažení magnetového rotoru pro měnění šířky vzduchových mezer 48. 48’ se s výhodou provádí použitím přestavovaeího mechanismu 61 ve formě vačkového mechanismu s válcovými členy, který je další z tlačných a tažných prostředků 56, 61, 78 ve smyslu definice předmětu vynálezu. Přestavovací mechanismus 61 obsahuje vnitřní válcový člen 62 a vnější bubnový člen

- 5 Q1 300180 Bó (obr. 7). přičemž vnitřní válcový člen 62 je zasouvatelny do vnějšího válcového členu 63. Vnitrní válcový člen 63 představuje první člen a vnější válcový člen 62 druhý člen přestavovacího mechanismus 61 ve smyslu definice předmětu vynálezu.

Vnitřní válcový člen 62 je osazen prostřednictvím ložiskové jednotky 64 na výstupním hřídeli 21 a vnější válcový člen 63 má zúženou část 63a. uloženou s vůlí okolo výstupního hřídele 21 a nesoucí axiální ložisko 65, které má vnější drážku osazenou v radiálním konci magnetového rotoru 25 (obr. 1). Axiální ložisko 65 je neseno víkem 66. kterc je upevněno šrouby 67 ke kotouči magnetového rotoru 25, a drží axiální ložisko 65 spolu s těsněním 68. Vnitřní válcový člen 62

Ki je opatřen sadou sledovacích kladek 70, které vybíhají radiálně směrem ven do zakřivených vačkových štěrbin 71 ve vnějším válcovém členu 63.

Otáčení vnějšího válcového členu 63 je bráněno třmenem 72 (obr. 7) s rameny 72a. nesoucími při jejich vnějších koncích sledovací kladky 70, otočně uložené na dřících 74 nesených přísluším nými rameny 72a. Kladky zasahují do otvorů 73 ve vnějším válcovém členu 63. Ve svých patních částech jsou ramena 72a třmenu 72 opatřena otvory 75, do nichž jsou s vůlí vsunuty sledovací kladky 76, osazené na dřících vybíhajících směrem ven ze stacionárního úložného bloku 77.

L vnitřního válcového členu 62 vybíhá směrem ven ovládací rameno 78. otáčené vhodným způ2d sobem pro ovládání vzduchových mezer 48. 48’. Otáčení vnitřního válcového členu 62 v jednom směru, působené odpovídajícím ovladačem, vyvolává axiální pohyb vnějšího válcového členu 63. a to v důsledku pohybu sledovacích kladek 70 v jeho vačkových štěrbinách 7L které jsou tvarovány pro dosažení tohoto výsledku. Otvory 75 v ramenech 72a mají dostatečnou vůli vůči kladkám 76. takže dovolují požadovaný axiální pohyb vnějšího válcového členu 63. když se třmen 72 vykyvuje v důsledku takového pohybu.

Ovládací rameno 78 tvoří další z tlačných a tažných prostředků 56. 61, 78 ve smyslu definice předmětu vynálezu. Výkyvné jednotky 56. přestavovací mechanismus 61 a ovládací rameno 78 tak tvoří tlačné a tažné prostředky 56, 61, 78 pro axiální pohybování prvním a druhým rotorem v druhé skupině rotorů, ve smyslu definice předmětu vynálezu v patentových nárocích.

Axiální pohyb vnějšího válcového Členu 63 působí prostřednictvím axiálního ložiska 65 odpovídající tlačení nebo tažení magnetového rotoru 25. Jak bylo uvedeno výše. vede to ke stejnému axiálnímu pohybu magnetového rotoru 24 v opačném směrem, a to odpovídajícím působením

5? vahadlových výkyvných jednotek 56 a sledovacích kladek 58. Selektivní pohyb ovládacího ramene Ύ& tak má za následek měnění velikosti vzduchových mezer 48, 48', a mění tak výstupní rychlost magnetické spojky.

Ovládací rameno 78 může být například připojeno kloubovou spojkou 78a ke stacionárnímu elektrickému polohovací otáčení, který je ovládán řídicí jednotkou procesu. Je-li například zátěž čerpadlo, jehož výtlak se má ovládal, zavádí měřicí ústrojí ve výtlačném proudu výstupní data do řídicí jednotky procesu, která potom poskytuje polohovací otáčení signály pro to, aby požadovaný otáčivý pohyb ovládacího ramene 78 náležité nastavoval výstupní rychlost magnetické spojky.

Výstupní hřídel 21 je s výhodou přídavná součástka, jak je znázorněno na obr. I, a nikoliv vlastní vstupní hřídel zátěže, lato přídavná součástka je připojena ve zúžené koncové části 21a k pátému rotoru 52 prostřednictvím kruhové desky 80, která kryje vnitřní koncovou plochu výstupního hřídele 21 tvořícího uvedenou přídavnou součástku, a to k nábojové části 52a pátého rotoru 52, Koncová deska 80 je připojena ke hřídeli 21 a náboji 52a pátého rotoru sadou 82, 83 šroubů,

Hřídel 2_1 se rozšiřuje ze zúžené části 21a do mezilehlé válcové části 21 h, na níž jsou uložena ložiska 64, a dále na nčm následuje prstencové osazení 21c, o něž je opřen vnější konec vnitřní

-óCZ 300180 B6 drážky ložiska 64. Za osazením 2 j c má výstupní hřídel 21 vnější válcovou koncovou část 21 d. do níž jc vloženo těsnění 84 a nábojová část 86a spojovacího členu 86, Spojovací clen 86 má adaptérovou část 86b. doplňkovou s nábojovou částí 86a. a opatřenou zúženou částí 86c, dimenzovanou tak. aby se do ní uložil vlastní vstupní hřídel 21' zátěže, Na zúžené části 86c spojovací5 ho členu je osazena klínová smačkávací jednotka 87 pro uvádění spojovacího členu 86 do nuceného záběru s hřídelem 2Γ v důsledku utahování šroubů 89. Nábojová část 86a a adaptérová část 86b spojovacího členu 86 jsou dohromady spojeny šrouby 88 a spojovací člen 86 je upevněn k části hřídele 21 prstencovou koncovou deskou 90. upevněnou sadami 9_[, 92 šroubů k vnější koncové ploše části hřídele a k nábojové části 86a. Smačkávací jednotka 87 může být také použilo ta vc spojení s nábojem 36 pro jeho upevnění na hřídel 20.

Popsané uspořádání části hřídele 21 a spojovacího členu 86 umožňuje snadné osazování a demontáž magnetické spojky podle vynálezu bez pohybování se zátěží a na ni navazujícího vstupního hřídele 21 nebo prvotním hnacím motorem a jeho hřídele 20.

V některých případech použití vynálezu je potřeba zajistit požadovaný přenos točivého momentu z vstupního hřídele 20 na výstupní hřídel 21 při použití rotorů s menším průměrem, než je možné s jedinou sadou dvojic magnetového rotoru a vodičového rotoru. Jak je znázorněno na obr. 8, tuto potřebuje možné uspokojit druhou dvojicí magnetových rotoru na výstupním hřídeli, rozší20 rením vodičové rotorové jednotky tak, že má přídavnou dvojici vodiěových rotorů, a spojením jednoho z magnetových rotorů v jedné z dvojic s odpovídajícím magnetovým rotorem druhé dvojice magnetových rotorů tlačnou a tažnou tyčí, volně procházející pátým rotorem a vodičovým rotorem, které jsou umístěny mezi uvedenými dvěma magnetovými rotory, které jsou vzájemně spolu spojené touto tyčí,

2.s

V provedení z obr. 8 jsou části, odpovídající prvnímu popsanému provedení, opatřeny stejnými vztahovými značkami. Hřídelová část, označená v předchozím provedení jako hřídel 21, je prodloužena a je označena jako hřídel 121. Dvě dvojice magnetových rotorů jsou označeny jako rotory' 124, 125 a 224, 225 a odpovídající páté rotory jsou označeny jako rotory 152 a 252.

Od magnetových rotorů 124, 125 jsou oddělovány vzduchovými mezerami odpovídající vodičové rotory' 126, 127 a od magnetových rotorů 224, 225 jsou oddělovány od magnetových rotorů odpovídající vodičové rotory 226, 227. Vodičové rotory 126 a 227 mají spolu společný prstenec 232 z měkké oceli, fungující jako opěrná část pro vodivý prstencový člen 128 vodiěovcho rotoru 126 a také pro vodivý prstencový člen 229 vodičového rotoru 227. Vodivé prstence 129 a 228 +5 mají za seboti odpovídající opěrné prstence 133 a 134 z železného kovu. Prstenec 134 je připojen k náboji 136. osazenému na hřídeli 20, Uvedené čtyři vodičové rotory 126, 127. 226, 227 jsou drženy ve vzájemně spolu vyřízené poloze sadou šroubů 138. procházejících trubicovými distančními členy 139, 139¹,

4o Páté rotory 152 a 252 jsou upevněny na hřídeli 121 tak, aby byly mezi vodičovými členy 129. 132 a 228. 229. Mají stejné celkové uspořádání jako pátý rotor 52 a každý má čtyři vodicí tyče 5[, nesoucí odpovídající dvojici magnetových rotorů 124, 125 a 224. 225. Pátý rotor 152 má kromě toho čtyři otvory 153, umístěné ve vzájemných odstupech v polovinách úhlů mezi jejich vodícími tyčemi 51 pro volný průchod (s vůlí) tlačných a tažných tyčí 300. Tyto tyče také pro45 cházejí volně otvory 153’ v magnetovém rotoru 1^24. Tlačné a tažné tyče 300 jsou na jejich vnitřním konci zašroubovány do magnetového rotoru 225 a na jejich volném konci procházejí magnetovým rotorem 125 a jsou k němu upevněny dvojicí pružně zasakovaeích prstenců 301.

Bude patrné, že axiální pohyb magnetového rotoru 125 bude sledován magnetovým rotorem 225

5u prostřednictvím tlačné a tažné tyče 300. Tento pohyb je v opačném směru sledován magnetovými rotory 124 a 224 v důsledku působení vahadlových výkyvných jednotek 56 a s nimi spojených částí, jak bylo vysvětleno výše. 1 když lo není nejvýhodnější, mohou spolu spojeny tlačnými a tažnými tyčemi magnetové rotory 124 a 224 místo magnetových rotorů 125, 225.

-7CZ 300180 B6

Z výše uvedeného bude zřejmé, že i když pro ilustraci byla popsána konkrétní provedení vynálezu, jsou možné různé obměny, aniž by se opustila myšlenka a rámec vynálezu, jak jsou definovány patentovými nároky.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Přestavitelná magnetická spojka, obsahující první otáčivý hřídel (20) a druhý otáčivý hřídel (21). otáčivé okolo společné osy otáčení, skupinu dvou magnetových rotorů (24, 25). umístěných s vzájemným axiálním odstupem, které i? každý obsahují odpovídající soupravu magnetů (46). a skupinu dvou vodičovýeh rotorů (26, 27). umístěných s vzájemným axiálním odstupem, které každý obsahují neželezný elektrovodivý prstenec (28, 29), oddělovaný od odpovídající jedné z uvedených souprav magnetů (46) vzduchovou mezerou (48, 48’), vyznačená t í in , že vzdálenost mezi rotory jedné z uvedených skupin, dále označované jako první skupina rotorů, je pevná, přičemž tato skupina je osazena na prvním hřídeli (20) pro společné otáčení s tímto prv25 ním hřídelem (20), přičemž rotory druhé z uvedených skupin, dále označované jako druhá skupina rotorů, jsou uloženy soustředně k uvedenému druhému hřídeli (21), jsou vůči sobě axiálně pohyblivé podél druhého hřídele (21). a společně se otáčejí s tímto druhým hřídelem (21).

a přičemž magnetická spojka dále obsahuje tlačné a tažné prostředky (56, 61, 78) pro axiální pohybování prvním rotorem v druhé skupině rotorů po dráze odpovídající předem zvolené vzdálenosti ve zvoleném axiálním směru a pro axiální pohybování druhým rotorem v druhé skupině rotorů po dráze o velikosti stejné jako jc uvedená zvolená vzdálenost, ale v axiálním směru opač35 něm vůči uvedenému zvolenému axiálnímu směru, čímž dochází k měnění uvedených vzduchových mezer (48, 48') ve stejné míře.
2. Přestavitelná magnetická spojka podle nároku 1, vyznačená tím. že k druhému hřídeli (21) je v místě ležícím mezi rotory druhé skupiny rotorů upevněn pátý rotor (52) nesoucí

4o výkyvný mechanismus tvořící část uvedených tlačných a tažných prostředků (56. 61,78).
3. Přestavitelná magnetická spojka podle nároku 2, vyznačená tím, žc výkyvný mechanismus je tvořen sadou výkyvných jednotek (56). přičemž každá výkyvná jednotka (56) je středově výkyvné uložena na pátém rotoru (52) a má své opačně konce kluzně a natáčivě spojené

45 každý s jedním z rotorů druhé skupi ny rotorů.
4. Přestavitelná magnetická spojka podle nároku 1 nebo 2, vyznačená tím, že rotory druhé skupiny rotorů jsou kluzně osazeny na pátém rotoru (52).

-8CZ 300180 B6
5. Přesta vitelná magnetická spojka podle kteréhokoli z nároků 1 až 4. vyznačená tím, že rotory první skupiny rotorů jsou vodičové rotory' (26, 27). které každý mají svůj clektrovodivý prstenec (28, 29) opřený o odpovídající opěrný člen (43) z železného kovu, a rotory druhé skupi5 ny rotorů jsou magnetové rotory' (24. 25), které mají magnety (46) svých souprav trvalých magnetů uspořádané na jednom magnetovém rotoru (24) s obrácenými póly vůči magnetům na druhém magnetovém rotoru (25), přičemž každá z těchto souprav trvalých magnetů (46) je osazena v odpovídajícím nosičovém kotouči (42), obsahujícím odpovídající opěrný člen (43) ze železného kovu. o nějž jsou opřeny magnety (46) této soupravy .

io
6. Přestavitelná magnetická spojka podle kteréhokoli z nároků 1 až 5, v y z n a č e n á tím, žc uvedené tlačné a tažné prostředky (56, 61, 78) dále obsahují přestavovaeí mechanismus (61) spražený s prvním z rotorů druhé skupiny rotorů a uzpůsobený pro axiální posun tohoto prvního rotoru o zvolenou vzdálenost ve zvoleném axiálním směru v odezvě na přestavovaeí impulz od i? řídicí jednotky procesu.
7. Přestavitelná magnetická spojka podle nároku 6. vyznačená tím. že výkyvná jednotka (56) je vytvořena jako vahadlo, jehož konce jsou kluzné a otáčivě spojeny s odpovídajícími rotory druhé skupiny rotorů, pro přenášení axiálního pohybu uvedeného prvního rotoru v uvc2o děné druhé skupině v opačném směru ve stejné velikosti na uvedený druhý rotor v uvedené druhé skupině.
8. Přestavitelná magnetická spojka podle nároku 7, vyznačená tím. že výky vná jednotka (56) je na pátém rotoru (52) výkyvné uložena na úložném členu otočného uložení, vystupu25 jícím radiálně směrem od osy otáčení druhého hřídele (21). takže výkyvná jednotka (56) je v záběru s odpovídajícími rotory druhé skupiny rotorů v polohách, ležících ve stejných vzdálenostech od osy otáčení druhého hřídele (21).
9. Přestavitelná magnetická spojka podle nároku 7 nebo 8, vyznačená t í m , že výkyv50 ná jednotka (56) má na svých koncích podélné štěrbiny (57). a rotory v uvedené druhé skupině mají odpovídající sledovací kladky (58) vsunuté do těchto štěrbin (57).
10. Přestavitelná magnetická spojka podle kteréhokoli z nároků 7 až 9. vyznačená tím. že výkyvná jednotka (56) má zataženou polohu, ležící v rovině s pátým rotorem (52). když jsou

35 vzduchové mezery (48, 48') na maximu, a vysunutou polohu, v níž leží spojnice jejích konců šikmo vzhledem k rovině pátého rotoru (52), která odpovídá poloze rotorů druhé skupiny, v níž jsou vzduchové mezery' (48. 48') zmenšené.
11. Přestavitelná magnetická spojka podle kteréhokoli z nároků 1 až 10. vyznačená

40 tím. že jeden / rotorů na prvním hřídeli (20) je umístěn v radiálním odstupu od druhého hřídele (21) odpovídajícím prstencové mezeře (40), přičemž přestavovaeí mechanismus (61) je uspořádán skrz tuto prstencovou mezeru (40) směrem dalšímu z rotorů na prvním hřídeli (20).
12. Přestavitelná magnetická spojka podle kteréhokoli z nároků 6 až II, řídicí jednotka procesu

45 je připojena k přeslavovacimu mechanismu (61) pro přenášení ovládacího pohybu ovládacím ramenem (78). které také tvoří část tlačných a tažných prostředků (56, 61. 78).

-9CZ 300180 B6
13. Přestavitelná magnetická spojka podle nároku 12, vyznačená tím, žc ovládací rameno (78) je natáčivé z polohovače ovládaného řídicí jednotkou procesu pro jeho otáčení v úhlu odpovídajícím zvolenému posunu prvního členu (63). a přestavovací mechanismus (61) je

5 vačkový mechanismus s válcovými členy, v němž je zajištěno převádění otáčení jednoho válcového členu na axiální pohyb druhého válcového členu vačkovým převodem mezi válcovými členy přestavovacího mechanismu (61).
14. Přestavitelná magnetická spojka podle nároku 13. vyznačená tím. že přestavovací io mechanismus (61) obsahuje první člen (63). uložený s možností pouze axiálního pohy bu, a druhý člen (62). spojený pro společně otáčení s ovládacím ramenem (78) a držený proti axiálnímu pohybu, přičemž druhý člen (62) jc vzájemně spojený s prvním členem (63) pro pohyb prvního členu (63) axiálně v odezvě na otáčení druhého členu (62). a přičemž druhý člen (62) je spřažen s prvním z rotoru v druhé skupině pro jeho selektivní tlačení nebo tažení v axiálním směru
15 o zvolenou vzdálenost ve zvoleném směru, přičemž druhý hřídel (21) je volně otáčivý nezávisle na prestavovacím mechanismu (61).

15. Přestavitelná magnetická spojka podle nároku 14. vyznačená t í m . že vzájemné spojení mezi uvedenými prvním členem (63) a druhým členem (62) obsahuje vačkovou štěrbinu

2íi (71) v jednom z uvedených členů a doplňkovou sledovací kladku (70), odvalující se ve vačkové štěrbině (71) a osazenou na druhém z uvedených členů.