DE1059734B

DE1059734B - Reibradgetriebe mit magnetischer Anpressung

Info

Publication number: DE1059734B
Application number: DES37690A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Heinrich Spodig
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1954-02-17
Filing date: 1954-02-17
Publication date: 1959-06-18

Description

Reibradgetriebe mit magnetischer Anpressung Reibradgetriebe mit magnetischer Anpressung sind sowohl mit einer elektromagnetischen als auch permanentmagnetischen Erregung bekannt. Die permanentmagnetische Erregung stellt eine Weiterentwicklung der elektromagnetischen Erregung dar, insofern, als die von einer Stromquelle abhängige elektrische Einrichtung, wie Gleichrichter, Spulen, Schaltanlagen u. dgl., die einer dauernden Wartung bedürfen und außerdem für den Einbau in Reibräder zu raumgreifend und kompliziert sind, bei Permanentmagnetismus in Fortfall kommt.
Bei permanenten Reibradgetrieben mit Reibrädern gegensätzlicher Polarität hat man die erregenden Magnetkörper in die Reibräder eingebaut. Bei Rollen kleineren Durchmessers war der Einbau kompliziert bzw. der zur Verfügung stehende Raum zu klein, die für den magnetischen Anpreßdruck erforderliche Anzahl von Magnetkörpern einbauen zu können. Man hat daher außenliegende Elektromagnetkörper bei Reibrollengetrieben vorgeschlagen, bei welchen die Rollen von den Magnetkörpern angezogen und dabei aufeinandergepreßt werden.
Die Erfindung schlägt demgegenüber ein Reibradgetriebe mit magnetischer Anpressung durch außerhalb der Reibräder angeordnete Permanentmagnete vor, deren Kraftfluß an der Eingriffsstelle der Reibräder geschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetsystem einen Rückschlußkörper aufweist, welcher die gegensätzlichen Pole mehrerer Magnetkörper untereinander verbindet und die Reibräder ganz oder teilweise umschließt. Die Rollen erhalten dadurch an den Eingriffsstellen besonders hohe Hafteigenschaften und sind praktisch unter Ausnutzung der ganzen Magnetkraft gegenseitig wirksam. Diesen Vorteil vermögen die bekannten Reibtriebe mit außenliegenden Magnetkörpern nicht aufzuweisen, da ihr magnetischer Kraftfluß nicht über die Eingriffsstellen der Reibräder, sondern außerhalb derselben über einen Spalt zu den Magneten verläuft.
Die Zeichnung zeigt mehrere Ausführungsbeispiele des Erfindungsgedankens in Seiten- und Draufsichten auf Reibrädergetriebe.
In Fig. 1 sind die Magnetkörper mit gegensätzlichen Polen oder gleichen Polen gemäß der Erfindung in einem rahmenförmigen bzw. kastenförmigen, sogenannten Rückschlußkörper 13 vorgesehen, der mit einem oder mehreren Magnetkörpern ausgerüstet werden kann und gegebenenfalls auch die Reibräder trägt und dieselben ganz oder teilweise umschließt. Die Reibräder 1, 2, die hier übereinanderliegen, werden von dem Rückschlußkörper 13 umgriffen, der ebenso wie die Weicheisenplatte 3 die Magnetkörper 4, 7 trägt und die gegensätzlichen Pole derselben untereinander verbindet. Ob die eine oder andere Ausführungsform für ein Getriebe gewählt werden soll, ist eine rein bauliche Angelegenheit, doch ist, falls die Raumverhältnisse es zulassen, das Magnetsystem mit einem Rückschlußkörper zu bevorzugen, weil es im Vergleich zu einer Weicheisenplatte praktisch keine Streuverluste aufweist.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Getriebe besteht noch darin, die Magnetkörper 4, 7 desaxial zueinander und dementsprechend auch die Reibräder 1, 2 sinngemäß anzuordnen. Hierdurch wird die Eigenschaft eines Magnetfeldes, einen außerhalb der magnetischen Hauptachse im Magnetfeld befindlichen frei beweglichen Körper in Richtung auf die Hauptachse zu beeinflussen und auf denselben eine Kraft auszuüben, eine sogenannte Rückstellkraft, in der Weise ausgenutzt, daß die im magnetischen Feld fest, jedoch drehbar angeordneten Körper bei Übertragung einer Drehbewegung auf einen angrenzenden Körper gleicher Art eine unterstützende Wirkung erhalten.
Die Ausführungsform des Magnetsystems kann weiter noch dahingehend abgewandelt werden, daß in dem Rückschlußkörper 13 die Polarisierung von mehr als zwei Reibrädern möglich ist.
In Fig. 2 ist die Anordnung von drei Reibrädern 8, 9, 10 dargestellt, von denen die äußeren, 8, 10, jeweils zwischen mit gleichen Polen gegenüberstehenden Magnetkörpern 11, 12 gelagert sind, so daß, wie im Beispiel angegeben, die Reibräder 8, 10 jeweils eine doppelte N-Polarität erhalten, wohingegen die entgegengesetzte S-Polarität der Rückschlußkörper 13 von allen Magnetkörpern 11, 12 gleichzeitig erhält, die er über die Leitzungen 5 wieder an das mittlere abtreibende Reibrad 9 abgibt. Mithin ist eine Anziehung der Reibräder 8, 9, 10 durch ihre gegensätzlichen Polaritäten wieder gegeben.
Der Rückschlußkörper 13 kann gleichzeitig neben den Magnetkörpern bei entsprechender Lage der Reibräder auch Träger derselben sein, wie das bei dem Getriebe mit zwei Reibrädern 1, 2 und zwei Magnetkörpern 4, 7 in Fig. 3 gezeigt ist. Es empfiehlt sich jedoch, für die Reibräder 1, 2 im Rückschlußkörper 13 magnetisch nichtleitende Lagerstellen 14 vorzusehen, um den Austausch der gegensätzlichen Polaritäten zwischen Reihräder 1, 2 und Rückschlußkörper 13 zu unterbinden. An Stelle von nichtmagnetischen Lagerstellen 14 können die Achsstümpfe 15 der Reibräder 1, 2 aus einem nichtmagnetisch leitenden Material bestehen. Abgesehen davon ist die isolierende Lagerung der Reibräder dann nicht unbedingt erforderlich, wenn dieselbe in der neutralen Zone des Rückschlußkörpers erfolgt.
Bei der Ausführungsform eines Getriebes, wo der Rückschlußkörper Träger der Reibräder ist, kann in demselben, vorausgesetzt, daß die Anforderung, die an das Getriebe gestellt wird, es zuläßt, gemäß Fig.4 auch ein Magnetkörper 4 vorgesehen werden, der die Aufgabe hat, nur das Reibrad 1 zu polarisieren, während das Reibrad 2 vom Rückschlußkörper polarisiert wird, dadurch, daß es im Gegensatz zu dem Reibrad 1 mit dem Rückschlußkörper 13 in magnetisch leitender Verbindung steht, d. h. also, daß für dieses Reibrad 2 die Lagerstellen 16 bzw. Achsstümpfe aus magnetisch leitendem Material bestehen müssen.
Eine weitere Ausgestaltung eines Getriebes ist in Fig. 5 dargestellt, wo der Rückschlußkörper 13 durch Mittelstege 17, 18 in vorzugsweise gleiche Hälften unterteilt ist und diese Hälften räumlich getrennte Magnetkörper 4,7 mit gegensätzlichen Polen und Reibräder 1, 2 aufweisen. wobei die gegensätzlichen Pole über den Rückschlußkörper untereinander verbunden sind. Dadurch wird in dem Rückschlußkörper 13 ein Getriebepaar erhalten, welches durch die Anordnung von einer oder mehreren Kupplungen innerhalb des von den Stegen 17,18 eingeschlossenen Freiraumes derart schaltbar ist, daß z. B. bei eingeschalteter Kupplung 19 das angetriebene Rad 1 des linken Getriebepaares die Drehbewegung direkt auf das Reibrad 2 des rechten Getriebepaares überträgt oder daß bei ausgerückter Kupplung 19 und eingerückter Kupplung 20 die Drehbewegung des linken Getriebepaares vom dem Reibrad 1 über das Reibrad 2 z. B. untersetzt auf das Reibrad 1 des rechten Getriebepaares übertragen wird.
In Fig. 6 ist schließlich ein stufenloses Getriebe mit einem mit Magnetkörpern 4. 7 versehenen Rückschlußkörper 13 dargestellt, bei dem die Veränderung der Tourenzahl durch gegensätzlich polarisierte, in bekannter Weise konisch ausgebildete und durch ein Zwischenrad 21 untereinander verbundene Reibräder 1, 2 erfolgt.
Entsprechend den in den Ausführungsbeispielen beschriebenen Bauarten eines Getriebes ist es ohne weiteres möglich, die Magnetsysteme den Reibrädern räumlich so zuzuordnen, daß eine Mehrzahl von hinter-oder nebeneinandergeschalteten Hafträdern ohne Unterbrechung des magnetischen Kraftlinienflusses stufenweise geschaltet werden können.
Die Reibräder können aus einem vollen Weicheisenmaterial bestehen bzw. aus diesem Material in Hohlzylinderform hergestellt werden. Ferner können die Reibräder neben einer glatten Zylinderoberfläche auch eine Profilierung erhalten. Da die Stärke der magnetischen Anpressung sich nach dem Kraftlinienaustausch an den Berührungsflächen der Reibräder richtet, kann dieselbe je nach dem Verwendungszweck des Getriebes durch die Breite der Reibräder bestimmt werden.
An Stelle die Pole des Magnetsystems den Abrollflächen gegenüberliegend anzuordnen, ist es natürlich auch möglich, insbesondere bei der Verwendung eines Rückschlußkörpers, die Pole des Magnetsystems gegenüber den Stirnflächen der Reibräder vorzusehen.
Es ist selbstverständlich, daß das in seinem Grundaufbau beschriebene Getriebe auch als Kupplung verwendet werden kann, und zwar als ein- und ausschaltbare Kupplung zu Kraftübertragungszwecken bzw. als Rutschkupplung mit einem maximalen Drehmoment, wobei bei Überschreiten des Grenzwertes jede Überlastung des abtreibenden Gliedes durch den sich von selbst einstellenden Schlupf der Reibräder verhindert wird. Stellt sich dann der normale Wert des zu übertragenden Drehmomentes ein, erfolgt das schlupffreie Übertragen desselben wieder automatisch. Die Abwandlung des beschriebenen Getriebes zu einer wie vorstehend beschriebenen Kupplung betrifft lediglich konstruktive Maßnahmen, die durchzuführen Sache eines Fachmannes sind.

Claims

PATENTANSPHÜCHE: 1. Reibradgetriebe mit magnetischer Anpressung durch außerhalb der Reibräder angeordnete Permanentmagnete, deren Kraftfluß an der Eingriffsstelle der Reibräder geschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetsystem einen Rückschlußkörper (13) aufweist, welcher die gegensätzlichen Pole mehrerer Magnetkörper (4, 7, 11, 12) untereinander verbindet und die Reibräder (1, 2, 8, 9, 10) ganz oder teilweise umschließt.
2. Reibradgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen der Reibräder (1, 2, 8, 9, 10) in dem Rückschlußkörper (13) gelagert sind.
3. Reibradgetriebe nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibräder (8,9, 10) im Rückschlußkörper (13), vorzugsweise in seiner neutralen Zone, in magnetisch isolierten Lagerstellen (14) gelagert sind.
4. Reibradgetriebe nach den Ansprüchen 1 und 2 mit zwei Reibrädern, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückschlußkörper (13) einen Magnetkörper (4) aufweist und mit dem diesem gegenüberliegenden Reibrad (1) magnetisch isoliert und mit dem anderen Reibrad (2) magnetisch leitend verbunden ist.
5. Reibradgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückschlußkörper (13) durch Stege (17, 18) in vorzugsweise gleiche Hälften unterteilt ist und diese Hälften räumlich getrennte Magnetkörper (4, 7) und Reibräder (1, 2) aufweisen.
6. Reibradgetriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (17, 18) einen Freiraum einschließen, der der Aufnahme von Kupplungen (19, 20) dient, welche wahlweise eine magnetische Verbindung zu den räumlich getrennten Magnetkörpern (4, 7) bzw. den von diesen polarisierten Reibrädern (1, 2) herstellt.
7. Reibradgetriebe nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückschlußkörper (13) kastenförmiger Gestalt ist.
8. Reibradgetriebe nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückschlußkörper (13) rahmenförmiger Gestalt ist.
9. Reibradgetriebe nach den Ansprüchen 1 bis B. dadurch gekennzeichnet, daß die gegensätzlichen Pole der Magnetsysteme versetzt zueinander angeordnet sind.
10. Reibradgetriebe nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Pole des Magnet-Systems den Stirnflächen der Reibräder (1, 2, 8, 9, 10) gegenüberliegen. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 234 068, 306 008, 925 997, 946 024; britische Patentschrift Nr. 623 173; USA.-Patentschrift Nr. 2 167 641.