DE1176440B - Riementrieb mit magnetischer Verstaerkung des Kraftschlusses - Google Patents

Description

• Riementrieb mit magnetischer Verstärkung des Kraftschlusses Die Erfindung bezieht sich auf einen Riementrieb mit magnetischer Verstärkung des Kraftschlusses.
• Es sind bereits Riementriebe bekannt, bei welchen zur Vergrößerung der Reibung zwischen Riemen und Riemenscheibe magnetische Anziehungskräfte ausgenutzt werden. Hierbei sind auf der Scheibe eine oder mehrere Magnetisierungswicklungen aufgebracht, wobei die Stromzuführung über Gleitringe erfolgt. Der über die Scheibe laufende Riemen besteht entweder vollkommen aus ferromagnetischem Werkstoff oder aus einem mit ferromagnetischen Querstangen, -stäben oder -platten versehenen, nichtmagnetischen Band.
• Diese magnetischen Riementriebe sind unwirtschaftlich, da sie aus einer Anzahl von Einzelteilen bestehen. Außerdem kann mit diesen bekannten Riementrieben kein synchroner Lauf von treibender und getriebener Welle erreicht werden, weil stets noch ein gewisser Schlupf auftritt.
• Es sind auch magnetisch beeinflußte Reibgetriebe bekannt, bei welchen mindestens eines der Getrieberäder durch Dauermagnete erzeugte Magnetpole aufweist und das mit einem oder mehreren Gegenrädern, die aus einem weichmagnetischen Werkstoff bestehen, zusammenarbeitet. Mit diesen Reibgetrieben läßt sich nur ein verhältnismäßig kleines Drehmoment schlupffrei übertragen.
• Der Riementrieb nach der Erfindung macht sich die Vorteile des Kettengetriebes oder des Riementriebes mit Verzahnung zunutze, vermeidet jedoch deren Nachteile. Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung, einen Riementrieb zu schaffen, welcher bei geräuschlosem Lauf ohne Schlupf arbeitet und keinen wesentlichen Abnutzungserscheinungen unterliegt.
• Erfindungsgemäß besteht die Lösung dieser Aufgabe darin, daß sowohl der endlose Riemen als auch die Riemenscheiben teilweise aus dauerinagnetischem Material bestehen und in Umlaufrichtung mit Polen wechselnder Polarität und gleicher Polteilung versehen sind, derart, daß sich an der Berührungsfläche zwischen Riemen und Riemenscheibe stets ungleichnamige Pole gegenüberliegen.
• Durch diese Ausbildung wird eine magnetische Verzahnung zwischen dem endlosen Riemen und den Riemenscheiben geschaffen, die eine tangentiale Verschiebung des Riemens auf der Riemenscheibe verhindert. Damit ist es gelungen, jeglichen Schlupf zu vermeiden. Der erfindungsgemäße Antrieb wirkt praktisch wie ein Kettengetriebe, welches sich jedoch besonders für sehr hochtourige Antriebe eignet. Er kann aber auch vorteilhaft für langsam laufende schlupffreie Antriebe verwendet werden, bei denen ein besonders geräuschloser Lauf gefordert wird, beispielsweise für Antriebe von akustischen Geräten.
• Bei dem erfindungsgemäßen Riementrieb ist die Kraftübertragung durch Friktion von untergeordneter Bedeutung, ja sogar in den meisten Fällen unerwünscht. Vielmehr sollen hauptsächlich die magnetischen Kräfte, die zwischen Riemen und Riemenscheibe wirken, die übertragung der mechanischen Kräfte übernehmen. Besondere Maßnahmen zur Erhöhung des Reibungswiderstandes, wie beispielsweise Riemenspanner oder besondere Adhäsionsmittel, sind nicht mehr erforderlich. Der nach der Erfindung vorgeschlagene Riementrieb kann sogar unter der F, wirkung von öl laufen, was bei besonderen Speziälantrieben wünschenswert sein kann.
• Der endlose Riemen nach der Erfindung besteht an seiner den Riemenscheiben zugekehrten Seite aus einem thermoplastischen Kunststoff oder Kautschuk, in welchem ein dauermagnetischer, pulverförmiger Werkstoff mit einer hohen Koerzitivfeldstärke von mehr als 1000 Oersted und einer geringen Permeabilität eingebettet ist. Als dauermagnetischer Werkstoff sind besonders die Ferrite des Eisens mit einem der Metalloxyde des Bariums, Strontiums oder Bleis besonders geeignet. Selbstverständlich können auch dauermagnetische Werkstoffe mit ähnlichen magnetischen Werten, wie beispielsweise Wismut-Mangan u. dgl., vorteilhaft verwendet werden.
• Die mit dem endlosen Riemen im Eingriff stehenden Riemenscheiben können verschiedenartig aufgebaut sein. Nach einem Ausführungsbeispiel wird die Riemenscheibe als zylindrischer Körper ausgebildet, welcher aus ferromagnetischern Werkstoff besteht und der auf seinem gesamten Umfang mit einem Mantel aus gummiartig flexiblem Dauerinagnetmaterial, das etwa dem des endlosen Riemens entspricht, umgeben ist. Man erhält damit eine Riemenscheibe nach der Erfindung, die mit verhältnismäßig einfachen Mitteln hergestellt ist.
• Eine andere vorteilhafte Ausführung besteht darin, daß der die Riemenscheibe bildende zylindrische oder hohlzylindrische Körper aus ferromagnetischem Werkstoff auf seinem Umfang mit stabförmigen Dauermagneten wechselnder Polarität bestückt ist, zwischen denen den Polabstand bestimmende Zwischenstücke aus nichtferromagnetischem Werkstoff angeordnet sind. Durch eine derartige Ausbildung, die die Verwendung von Magnetmaterialien mit sehr hoher remanenter Magnetisierung gestattet, können hohe Haftkräfte erzielt werden.
• Die Riemenscheibe kann auch vollkommen aus dauermagnetischem Werkstoff hergestellt werden, welche zur Bildung von körperlichen Polen an ihrem Umfang mit Nuten versehen sein muß, die mit unmagnetischem Werkstoff ausgefüllt sind.
• Bei geringeren Ansprüchen in bezug auf das zu übertragende Drehmoment genügt es, aus Eisen bestehende Riemenscheiben im Abstand der Pole des Riemens zu verzahnen und die Zahnlücken mit unmagnetischem Werkstoff auszufüllen. Bei einer solchen Anordnung wirken nur anziehende Kräfte, während abstoßende Kräfte durch das Fehlen der Dauermagnete in den Riemenscheiben nicht wirksam werden können.
• In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt F i g. 1 eine Draufsicht auf den Riementrieb mit teilweise geschnittenem Riemen, welcher magnetisiert ist, F i g. 2 eine Teilansicht des Riementriebes in perspektivischer Darstellung, F i g. 3 bis 5 Ausführungsbeispiele von Riemenscheiben.
• Der endlose Riemen 1 näch F i g. 1, welcher aus einem der bekannten Riemenmaterialien hergestellt ist und zur Erhöhung der Festigkeit und zur Vermeidung einer Längung mit dünnen Stahldrähten versehen sein kann, besitzt an seiner inneren, der Riemenscheibe zugekehrten Seite eine Schicht aus Kautschuk oder einem therrnoplastischen Kunststoff, wie Polyvinylchlorid, dem ein pulverförmiger Dauermagnetwerkstoff einverleibt ist. Dieser Belag kann mit dem Riemenmaterial durch Verkleben, Verschweißen oder Vulkanisieren verbunden sein. Der endlose Riemen steht mit den Riemenscheiben 2 und 3 in Verbindung. Die Riemenscheibe 2 ist beispielsweise mit einem hier nicht dargestellten Antriebsmotor und die Riemenscheibe 3 mit einer nicht dargestellten, anzutreibenden Werkzeugmaschine über entsprechende Wellen verbunden. Wie aus F i g. 1 ersichtlich ist, besitzt der Belag des dauermagnetischen Riemens 1 in Umlaufrichtung eine Vielzahl von Polen wechselnder Polarität, die sich über die gesamte Riemenbreite erstrecken können. Vorzugsweise sind die Pole an der inneren, d. h. der Oberfläche der Riemenscheibe zugewandten Seite des Riemens angebracht. Die Riemenscheiben 2 und 3, um welche der endlose Riemen 1 gelegt ist, sind ebenfalls auf ihrem Umfang in Umlaufrichtung mit Polen wechselnder Polarität versehen. Sowohl die auf dem Riemen 1 befindlichen Pole als auch die auf dem Umfang der Riemenscheibe aufmagnetisierten Pole besitzen den gleichen Polabstand, so daß stets Pole ungleichnamiger Polarität gegenüberstehen, wie aus F i g. 2 erkennbar ist. In F i g. 3 ist eine Riemenscheibe dargestellt, die aus einem zylindrischen Körper 4 aus ferromagnetischem Werkstoff besteht und mit einem Mantel 5 aus gummiartig flexiblem Dauermagnetmaterial, das etwa dem des endlosen Riemens entspricht, umgeben ist. Auf der Oberfläche des Mantels befinden sich über die gesamte Walzenbreite verteilt Pole mit in Umlaufrichtung wechselnder Polarität, die den gleichen Polabstand wie die auf dem endlosen Riemen befindlichen Pole besitzen.
• In F i g. 4 ist ein Ausführungsbeispiel einer Riemenscheibe dargestellt, die aus einem Zylinder oder Zylinderring 6 aus ferromagnetischem Werkstoff besteht, auf dessen Umfang stabförmige Dauermagnete 7 mit wechselnder Polarität angebracht sind, zwischen denen den Polabstand bestimmende Zwischenstücke 8 aus nichtmagnetischem Werkstoff angeordnet sind.
• Die in F i g. 5 dargestellte Riemenscheibe besteht durchgehend aus dauermagnetischem Werkstoff, beispielsweise aus einer der bekannten Magnetlegierungen, und weist an ihrem Umfang zur Bildung von körperlichen Polen Nuten 9 auf, die mit einem unmagnetischen Werkstoff ausgefüllt sein können. Die zwischen den Nuten gebildeten Pole 10 wechselnder Polarität besitzen wiederum den gleichen Polabstand, wie die mit ihnen zusammenwirkenden Pole auf dem endlosen Riemen. Es ist selbstverständlich auch denkbar, daß die Riemenscheiben aus einem weichmagnetischen Werkstoff hergestellt sind, welche, wie in F i g. 5 dargestellt ist, Nuten 9 aufweisen. Erwartungsgemäß sind bei einer derartigen Ausbildung die Haf& kräfte geringer.
• Die Erfindung ist nicht auf die in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Eine vorteilhafte Anwendung der Erfindung ist auch bei Keilriementrieben oder anderen Riementrieben mit verschiedenartig gestalteten Riemen und Riemenscheiben denkbar.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Riementrieb mit magnetischer Verstärkung des Kraftschlusses, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der endlose Riemen als auch die Riemenscheiben teilweise aus dauermagnetischem Material bestehen und in Umlaufrichtung mit Polen wechselnder Polarität und gleicher Polteilung versehen sind, derart, daß sich an der Berührungsfläche zwischen Riemen und Riemenscheibe stets ungleichnamige Pole gegenüberliegen.
2. 2. Riementrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die wechselnden Pole über die gesamte Breite des endlosen Riemens und der Riemenscheiben erstrecken. 3. Riementrieb nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den Riemenscheiben zugekehrte Seite des endlosen Riemens aus einem therinoplastischen Kunststoff oder Kautschuk besteht, in welchem ein dauermagnetischer, pulverfönniger Werkstoff mit einer hohen Koerzitivfeldstärke von mehr als 1000 Oersted und einer geringen Permeabilität, beispielsweise Barium-, Strontium- oder Blei-Ferrit oder Wismut-Mangan eingebettet ist. 4. Riementrieb nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Riemenscheiben aus einem ferromagnetischen Werkstoff bestehen und mit einem Mantel aus gumniiartig flexiblem Material mit darin einverleibten pulverförinigen Dauermagnetwerkstoffen hoher Koerzitivfeldstärke, beispielsweise Barium-, Strontium-, Blei-Ferrit oder Wismut-Mangan, umgeben sind. 5. Riementrieb nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Umfang der Riemenscheiben, die als ferromagnetischer Rückschlußkörper dienen, stabförmige Dauermagnete mit radialer Magnetisierung und wechselnder Polarität im Abstand der Polteilung des endlosen Riemens angeordnet sind, zwischen denen sich den Polabstand bestimmende Zwischenstücke aus nichtmagnetischem Werkstoff befinden. 6. Riementrieb nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Riemenscheiben vollkommen aus dauermagnetischem Material bestehen und zur Bildung von körperlichen Polen auf ihrem Umfang Nuten besitzen, die gegebenenfalls mit unmagnetischem Material ausgefüllt sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 61238, 223 533, 968 884; deutsche Auslegeschrift Nr. 1122 438; britische Patentschrift Nr. 623 173.