DE1031410B

DE1031410B - Permanent magnetic clutch or brake

Info

Publication number: DE1031410B
Application number: DES43660A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Heinrich Spodig
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1955-04-23
Filing date: 1955-04-23
Publication date: 1958-06-04
Also published as: FR1152688A

Description

Permanentmagnetische Kupplung bzw. Bremse Die Erfindung bezieht sich auf eine permanentmagnetische Kupplung bzw. Bremse, welche zwischen den gegensätzlichen Polen von an einem Rückschlußkörper angeordneten Magneten einen längsbeweglichen Rotor aufweist.Permanent Magnetic Clutch or Brake The invention relates on a permanent magnetic clutch or brake, which is between the opposing Poles of magnets arranged on a yoke body are longitudinally movable Has rotor.

Die Erfindung wird darin gesehen, daß der Rückschlußkörper ein zylindrisches Gehäuse und Träger eines die Funktion des Rotors ausübenden oder die Funktion desselben aufhebenden magnetisch wirkenden Schaltkörpers ist, der gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung als Welle dreh- und längsverschiebbar in magnetisch nichtleitenden Lagern im Rückschlußkörper zwischen gegensätzlichen, sich gegenüberstehenden Magneten bzw. deren Hilfspolen angeordnet ist.The invention is seen in the fact that the yoke body is a cylindrical Housing and support of a function of the rotor or the function of the same canceling magnetically acting switch body is, according to a preferred Embodiment of the invention as a shaft rotatable and longitudinally displaceable in magnetic non-conductive bearings in the yoke body between opposing, opposing Magnets or their auxiliary poles is arranged.

Es sind Kupplungen bzw. Bremsen bekannt, die auch durch Längsverschieben eines Rotors den Magnetkreis öffnen bzw. schließen und wo Permanentmagnete von einem Rückschlußkörper umgeben sind.There are known clutches and brakes that can also be moved longitudinally of a rotor open or close the magnetic circuit and where permanent magnets from one Inference bodies are surrounded.

Hiervon unterscheidet sich der Erfindungsgegenstand dadurch, daß das antreibende und auch das getriebene Glied zu einer magnetischen Einheit unter nahezu völliger Schließung des magnetischen Kreises zusammengefaßt sind, mit dem Vorteil, daß beim Umlauf der Magnetpole keine Entmagnetisierungsverluste durch Kraftlinienstreuung mehr auftreten und die Kupplung ihre magnetische Kraft praktisch unbegrenzt beibehält. Abgesehen davon ist die erfindungsgemäße Kupplung bei einfacherem Aufbau unbedingt zuverlässig in ihrer Arbeitsweise.The subject of the invention differs from this in that the driving and also the driven link to a magnetic unit under almost complete closure of the magnetic circuit, with the advantage that no demagnetization losses due to force line scattering when the magnetic poles revolve occur more and the clutch retains its magnetic force practically indefinitely. Apart from that, the coupling according to the invention is essential with a simpler structure reliable in their way of working.

Die Zeichnung veranschaulicht verschiedene im Schnitt dargestellte Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes.The drawing illustrates various shown in section Embodiments of the subject matter of the invention.

Die aus einem antreibenden und getriebenen Glied bestehende Kupplung der Fig. 1 umfaßt ein Magnetsystem, bestehend aus den Magnetkörpern 1, 2, die diametral mit gegensätzlichen Polen innerhalb eines die Magnetkörper 1, 2 untereinander verbindenden gehäuseartigen Rückschlußkörpers 3' angeordnet sind. Der Rückschlußkörper 3 ist gemäß der in Fig. 2 wiedergegebenen Seitenansicht der Kupplung zylindrisch, so daß er eine ihn durchgreifende Welle 4 in seinem Ausdehnungsbereich allseitig umschließt. In den. Stirnwänden des Rückschlußkörpers 3 befinden sich Lager 5, 6, in denen die Welle 4 geführt und durch die Wahl von Lagern aus magnetisch nichtleitendem Material gegen den Rückschlußkörper 3 isoliert ist. Die eine Stirnseite des Rückschlußkörpers 3 hat einen bundartigen Ansatz 7, der z. B. der Aufnahme eines den Rückschlußkörper 3 in Umdrehung versetzenden, nicht gezeichneten Keilriemenrades dient. Bei der dargestellten Kupplung ist der Rückschlußkörper 3 das antreibende und die Welle 4 das getriebene Glied. Die Übertragung des Drehmomentes vom Rückschlußkörper 3 auf die Welle 4 erfolgt durch die magnetisch anziehende Kraft; die zwischen den die Welle 4 mit Hilfspolen 8, 9 teilweise umgreifenden Magnetkörpern 1, 2 besteht, und zwar derart, daß die an die aus magnetisch leitendem Material bestehende Welle 4 dicht herangeführten Hilfspole 8, 9 die Welle 4 anziehen und diese bei ihrer Umdrehung mitnehmen. Die übertragene Kraft bzw. das übertragene Drehmoment kann von der Welle 4 außerhalb des Rückschlußkörpers 3. wieder abgenommen werden. Für eine Unterbrechung des magnetischen Kraftflusses, der zur Ausschaltung der Kupplung erforderlich ist, besitzt die im Rückschlußkörper 3 längsverschiebbare Welle 4 eine der Erstreckung der Magnetpole annähernd größengleiche Einlage 10 aus magnetisch nichtleitendem Material, die, in den Bereich der Magnet- bzw. Hilfspole 8, 9 geschoben, durch den größeren Abstand zwischen Magnetpolen und Wellenkernstück eine so weitgehende Schwächung der magnetischen Kraft hervorruft, daß das Drehmoment nicht mehr übertragen wird und bei umlaufendem Rückschlußkörper 3 die Welle 4 stehenbleibt. In der gezeichneten Stellung befindet sich die Kupplung im eingeschalteten Zustand, während durch Verschieben der Welle 4 nach links der ausgeschaltete, den Magnetfluß unterbrechende Zustand der Kupplung herbeigeführt wird. Bis auf die Lagerstellen 5, 6 besteht der Rückschlußkörper 3 aus magnetisch leitendem Material, z. B. Weicheisen. Hieraus ergibt sich für die einen Magnetpole- ein konstanter Kraftlinienfluß über den-Rückschlußkörper 3, wodurch die von den die Welle umfassenden Polen ausgehende magnetische Kraft stabilisiert und gleichzeitig entmagnetisierungsfest wird.The clutch consisting of a driving and a driven link of Fig. 1 comprises a magnet system consisting of the magnetic bodies 1, 2, the diametrically with opposite poles within one of the magnetic bodies 1, 2 connecting with one another housing-like back yoke body 3 'are arranged. The yoke body 3 is according to the reproduced in Fig. 2 side view of the coupling cylindrical so that it encloses a shaft 4 extending through it on all sides in its expansion area. In the. End walls of the yoke body 3 are bearings 5, 6, in which the Shaft 4 guided and through the choice of bearings made of magnetically non-conductive material is insulated from the yoke body 3. One end face of the return path body 3 has a collar-like approach 7, the z. B. the inclusion of the yoke body 3 in rotation, not shown V-belt pulley is used. In the illustrated Coupling, the yoke body 3 is the driving force and the shaft 4 is the driven one Element. The torque is transmitted from the yoke body 3 to the shaft 4 by the magnetically attractive force; between the shaft 4 with auxiliary poles 8, 9 partially encompassing magnetic bodies 1, 2, in such a way that the brought close to the shaft 4 made of magnetically conductive material Auxiliary poles 8, 9 tighten the shaft 4 and take it with you as it rotates. the transmitted force or the transmitted torque can from the shaft 4 outside of the back yoke body 3. are removed again. For a break in the magnetic The flow of force required to disengage the clutch has the im Yoke body 3 longitudinally displaceable shaft 4 one of the extension of the magnetic poles approximately the same size insert 10 made of magnetically non-conductive material, pushed into the area of the magnetic or auxiliary poles 8, 9, due to the greater distance between the magnetic poles and the core of the shaft is such an extensive weakening of the magnetic Force causes that the torque is no longer transmitted and when rotating Back yoke body 3, the shaft 4 stops. In the position shown the clutch is switched on, while by moving the shaft 4 to the left shows the switched-off state of the clutch, which interrupts the magnetic flux is brought about. With the exception of the bearings 5, 6, there is the return path body 3 made of magnetically conductive material, e.g. B. soft iron. This results for the a magnetic pole a constant flux of lines of force over the yoke body 3, whereby stabilizes the magnetic force emanating from the poles surrounding the shaft and at the same time is resistant to demagnetization.

Die Kupplung der Fig.3 besitzt einen an sich gleichen Aufbau wie die vorbeschriebene, lediglich sind hier die Magnetkörper 1, 2 außermittig zur Welle 4 angeordnet, so daß die Hilfspole 8, 9 die Welle 4 seitlich erfassen. Dieser Stellung der Magnetkörper 1, 2 zufolge entsteht ein von der Magnetisierungsrichtung der Magnetkörper 1, 2 über die Welle 4 abweichender rechtwinkliger Kraftlinienfluß. Die Eigenschaft eines Magnetfeldes, einen außerhalb der magnetischen Hauptachse befindlichen frei beweglichen Körper in Richtung auf die Hauptachse zu beeinflussen und auf den Körper eine Kraft auszuüben, eine sogenannte Rückstellkraft, wird hiermit in der Weise ausgenutzt, daß im magnetischen Feld fest, jedoch drehbar angeordnete Körper, wie die Welle 4, beim Umlauf eines angrenzenden Körpers eine ihre Umdrehung unterstützende Wirkung erhalten.The coupling of Figure 3 has the same structure as that as described above, only here the magnetic bodies 1, 2 are eccentric to the shaft 4 arranged so that the auxiliary poles 8, 9 capture the shaft 4 laterally. This position According to the magnet body 1, 2, a direction of magnetization of the magnet body arises 1, 2 over the shaft 4 deviating right-angled flow of force lines. The property a magnetic field, one outside of the main magnetic axis is free moving body in the direction of the main axis and affecting the body to exert a force, a so-called restoring force, is hereby in the way exploited that fixed, but rotatably arranged body in the magnetic field, such as the shaft 4, when an adjacent body revolves, one supporting its rotation Get effect.

In Fig. 4 und 5 ist eine Kupplung mit einem an einer Stirnseite offenen Rückschlußkörper 3 dargestellt, wobei die offene Seite von einem eine Welle 11 aufweisenden Kupplungsflansch 12 bis auf einen die gegenseitige Reibung der Teile verhindernden Abstand abgedeckt ist. Die Magnetkörper 1, 2 weisen hier schalenförmige Hilfspole 13, 14 auf, die auf der Seite des Kupplungsflansches 12 flanschartig ausgebildet sind und den Flansch 12 teilweise abdecken. Der auch hier aus der Magnetisierungsrichtung der Magnetkörper durch die Hilfspole 13, 14 rechtwinklig abgeleitete Magnetfluß zieht den Kupplungsflansch 12 gegen die Hilfspole 13, 14, so daß der Flansch 12 bei Umdrehung der Hilfspole 13, 14 mitgenommen wird. Für die Ausschaltung der Kupplung ist ein in den Rückschlußkörper 3 zwischen die Hilfspole 13,14 einschiebbarer ferromagnetischer Schaltbolzen 15 vorgesehen, der in eingeschaltetem Zustand sich mit einem Zapfen 16 in die Bohrung 17 des Kupplungsflansches 12 einlegt. In dieser Lage des Schaltbolzens 15 ist Tiber ihn in der Magnetisierungsrichtung der Magnetkörper 1, 2 der Magnetfluß des Magnetsystems kurzgeschlossen, d: h., durch den direkten Übertritt des Magnetflusses über den Schaltbolzen 15 von einem zum anderen Hilfspol 13, 14 bricht die magnetische Kraft an den Teilen der Hilfspole 13, 14 zusammen, die dem Kupplungsflansch unmittelbar gegenüberliegen. Der Kupplungsflansch 12 macht die Drehbewegung des Rückschlußkörpers 3 dann nicht mehr mit. Wahlweise kann der Kupplungsflansch 12 auch die Durchmessergröße der Flanschteile der Hilfspole 13, 14 haben. Den Flansch 12 bis an die offenen Stirnflächen des Rückschlußkörpers 3 heranzuführen, ist nicht erforderlich.In Fig. 4 and 5 is a coupling with an open on one end face Back yoke body 3 shown, the open side of a shaft 11 having Coupling flange 12 except for a mutual friction between the parts Distance is covered. The magnet bodies 1, 2 here have shell-shaped auxiliary poles 13, 14, which are formed like a flange on the side of the coupling flange 12 and partially cover the flange 12. Here, too, from the direction of magnetization the magnetic body through the auxiliary poles 13, 14 derived magnetic flux at right angles pulls the coupling flange 12 against the auxiliary poles 13, 14, so that the flange 12 is carried along when the auxiliary poles 13, 14 rotate. For disengaging the clutch is a ferromagnetic one that can be pushed into the yoke body 3 between the auxiliary poles 13, 14 Switching pin 15 is provided, which is in the switched-on state with a pin 16 is inserted into the bore 17 of the coupling flange 12. In this position of the shift pin 15 there is also the magnetic flux in the direction of magnetization of the magnetic bodies 1, 2 of the magnet system short-circuited, i.e. by the direct crossing of the magnetic flux Via the switching pin 15 from one to the other auxiliary pole 13, 14 breaks the magnetic Force on the parts of the auxiliary poles 13, 14 together that the coupling flange directly opposite. The coupling flange 12 makes the rotary movement of the yoke body 3 then no longer with. Optionally, the coupling flange 12 can also be the diameter size of the flange parts of the auxiliary poles 13, 14 have. The flange 12 up to the open end faces of the return path body 3 is not required.

Eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplung ist in Fig.6 dargestellt. Diese Kupplung hat einen annähernd gleichen Aufbau wie die vorbeschriebene. Sie unterscheidet sich aber durch einen im Rückschlußkörper 3 liegenden Kupplungsflansch 12, dessen Welle 11 einseitig in dem hier geschlossenen, aus mehreren Einzelteilen zusammengesetzten Rückschlußkörper 3 gelagert und aus diesem herausgeführt ist. Bei gleichen Hilfspolen 13, 14 wird die Ausschaltung dieser Kupplung durch eine ferromagnetische, auf der Welle 11 des Kupplungsflansches 12 längsverschiebbare Hülse 18 bewirkt, die im eingeschobenen Zustand wie beim Schaltbolzen 15 einen magnetischen Kurzschluß unter den Hilfspolen 13, 14 hervorruft und im herausgezogenen Zustand, wie dargestellt, den Kurzschluß aufhebt, so daß der Magnetfluß über die Hilfspole 13, 14 und den Kupplungsflansch 12 verläuft.Another embodiment of the coupling according to the invention is shown in FIG Fig. 6 shown. This coupling has approximately the same structure as the one described above. However, it differs in that it has a coupling flange located in the yoke body 3 12, its shaft 11 on one side in the closed here, made of several individual parts composite yoke body 3 is mounted and led out of this. With the same auxiliary poles 13, 14, this clutch is switched off by a ferromagnetic, longitudinally displaceable on the shaft 11 of the coupling flange 12 Sleeve 18 causes a magnetic in the pushed-in state as with the switching pin 15 Causes short circuit under the auxiliary poles 13, 14 and in the pulled-out state, as shown, cancels the short circuit, so that the magnetic flux over the auxiliary poles 13, 14 and the coupling flange 12 runs.

An Stelle des Rückschlußkörpers 3 kann auch das mit ihm im Eingriff stehende Teil, die Welle 4 bzw. der Kupplungsflansch 12, das antreibende und der Rückschlußkörper 3 das getriebene Glied sein.Instead of the return body 3, it can also be in engagement with it standing part, the shaft 4 or the coupling flange 12, the driving and the Inference body 3 be the driven member.

Aus den Fig. 1 und 2 ist die Anordnung von zwei Magnetkörpern zu entnehmen. Diese Gruppe bzw. Mindestanzahl von Magnetkörpern wird natürlich je nach der Größe der Kupplung und der von ihr geforderten Kraftübertragung vervielfacht, wobei selbstverständlich jede Gruppe gegensätzliche, sich gegenüberstehende Magnetpole aufweist.From FIGS. 1 and 2, the arrangement of two magnetic bodies can be seen. This group or minimum number of magnetic bodies is of course depending on the size the clutch and the power transmission required by it multiplied, of course each group has opposing, opposing magnetic poles.

Der als Kupplung beschriebene Erfindungsgegenstand läßt sich auch in Abweichung von der von einer Kupplung zu erfüllenden Aufgabe, ohne den beschriebenen Aufbau, insbesondere das Magnetsystem, wesentlich oder überhaupt abändern zu müssen, als Bremse verwenden. Dabei läßt sich durch die vollständige bzw. annähernde magnetische Kurzschlußstellung der Schaltglieder eine schnelle oder langsame Bremsung erzielen.The subject of the invention described as a coupling can also in deviation from the task to be fulfilled by a clutch, without the one described To have to change the structure, especially the magnet system, substantially or at all, use as a brake. It can be through the complete or approximate magnetic Short-circuit position of the switching elements achieve fast or slow braking.

Claims

PATENT CLAIMS 1. Permanent magnetic clutch or brake, which between the opposite poles of magnets arranged on a yoke body has a longitudinally movable rotor, characterized in that the yoke body a cylindrical housing and a support for the function of the rotor or the function of the same canceling magnetically acting switch body is.

2. Coupling or brake according to claim 1, characterized in that the switching body is a shaft (4) rotatable and longitudinally displaceable in magnetically non-conductive bearings (5, 6) in the yoke body (3) between opposing, opposing magnets (1, 2) or their Auxiliary poles (8; 9) is arranged.

3. clutch or brake according to claims 1 and 2, characterized in that the shaft (4) has an insert (10) made of magnetic non-conductive material in one of the magnetic poles (1, 2) or auxiliary poles (8, g) Has surface area.

4. clutch or brake according to claims 1 to 3, characterized characterized in that the magnet bodies (1, 2) or their auxiliary poles (8, 9) are eccentric to the shaft (4) are arranged.

5. clutch or brake according to claim 1, characterized by means of a coupling flange (12) that is open in one axial direction and one by one partially or completely covered back yoke body (3), which with magnetic bodies (1, 2) with the coupling flange (12) directed and perpendicular to the axial direction is provided flange-like widened cup-shaped auxiliary poles (13, 14).

6th Clutch or brake according to Claim 5, characterized by one in the return path body (3), the auxiliary poles (13, 14) and the coupling flange (12) push-in switching pins (15) made of ferromagnetic material.

7. Clutch or brake after Claim 1, characterized in that it is composed of several individual parts The yoke body (3) has a coupling flange (12) opposite the auxiliary poles (13, 14), which is mounted on one side in the yoke body and with one on its axis in the Yoke body (3) between the auxiliary poles (13, 14) insertable ferromagnetic Sleeve (18) is provided. Documents considered: British Patent Specification No. 577 193; U.S. Patent Nos. 2,583,523, 2,638,558, 2,437,871, 2,556,854.