DE1733776U

DE1733776U - Magnetische kupplung.

Info

Publication number: DE1733776U
Application number: DEN3725U
Authority: DE
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1952-12-16
Filing date: 1953-12-12
Publication date: 1956-11-15

Description

Η" 3725/21 α Qm.

ΪΤ.Υ· Philips¹ Grioeilampenfabrieken, Eindhoven/Holland

Magnetische Kupplung

Die Feuerung bezieht sich auf eine magnetische Kupplung mit wenigstens einem Magnetkreis, der, längs eines !Teilkreises gemessen, ein abv/echselnd seine Sichtung wechselndes Magnetfeld. besitzt und aus in einem Kranz angeordneten, in Sichtung ihrer kleinsten Abmessungen magnetisiert en dünnen Dauermagneten besteht·

In einem älteren Torschlag der Anmelderin wurde eins derartige Kupplung beschrieben, bei der die Magnete des betreffenden Magnetkreises mit ihren ungleichnamigen Polflächen nebeneinander liegen, so dass sich eine einfach© Bauart ergibt.

Die Heuerung ermöglicht, mit einer etwas verwickelten Bauart eine Vorrichtung zu erzielen, die ein beträchtlich höheres

Die Feuerung wei3t das Kennzeichen auf, dass die gleichnamigen JPolf lachen jedes benachbarten Magnetpaares eines Magnetkreises einander zugekehrt und zwischen diesen Polflächen dünne Körper aus ferromagnetisehem Werkstoff mit höherer Sättigungsinduktion angeordnet sind, wobei der gegenseitige Abstand dieser Körper kleiner ist als die Iiängsabmessungen der Polflächen der Magnete =

SI/P-7155 - 2 -

Die Neuerung wird an Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

In Pig. 1 ist ein Magnetkreis für eine Kupplung gemäß der feuerung in Seitenansicht dargestellt.

!Tig. 2 zeigt eine magnetische Synchronkupplung gemäß der Neuerung im Schnitt.

In Pig. 3 ist eine Wirbelstromkupplung gemäß der Feuerung im Schnitt dargestellt·

Pig. 4 zeigt eine Synchronkupplung für asynchronen Anlauf in siner Teilansient.

Der Magnetkreis in Pig. 1 besteht aus mehreren in einem Kranz angeordneten kleinen Magneten 1, z.B. aus Ferroxdure, deren gleichnamige Polflächen K bzw. S einander zugekehrt sind, und- — zwischen den Magneten 1 sind ferromagnetische Körper 2 mit höherer Sättigungsinduktion, z.B. au3 Weicheisen, angebracht· Der aus den Körpern 2 austretende Pluss weist also ein wechseln« dea Vorzeichen auf, so dass längs eines Teilkreises 2 ein abwechselnd seine Richtung wechselndes Magnetfeld vorhanden ist.

In Pig. 2 ist eine Kupplung mit zwei solchen Magnetkreisen 3 un-~ 4 dargestellt, welche die Eigenschaften einer magnetischen Synchronkupplung aufweist.

Die Magnete 1 und 1¹ der beiden Magnetkreise 3 und 4 ziehen sie: gegenseitig an, so dass von dem einen Magnetkreis auf den anderein Drehmoment übertragen werden kann. Dieses Drehmoment wird bei einer Zunahme der gegenseitigen Verdrehung der Kreise 3 und 4 grosser, erreicht ein Maximum und sinkt dann wieder bis auf ITuIl herab. Überschreitet die Belastung dieses Mayltmum, so wird die Kupplung asynchron und das durchschnittlich übertragene Drehmoment wird nahezu gleich Hull.

— 3 ·"

Dieses Maximal-Drehmoment kann "beträchtlich grosser sein als im Falle des älteren Vorschlags dar Anmelderin, bei dem die Polflächen der Magnete 1 in Fig. 1 mit der Zeichenebene zusammenfallen. Dies geht aus folgender Verlegung hervor:

Stehen die beiden Magnetkreis a 3 und 4 ai* den ungleichnamigen Polen der äiagnete 1 und 1 * einander gegenüber, so ist die Potentialenergie dea gansen Systems ein Minimum. Stehen diese Hiagnete dagegen einander mit den gleichnamigen Polen gegenüber, so ist die Potential energie ein Maximum. Das übertragbare Drehmoment ist proportional der Ableitung dieser Potentialenergie nach der gegenseitigen Winkeldrellung der beiden Magnetkreise und ist daher in erster Annäherung proportional dem Unterschied zwischen dar Höchst- und der Mindestpotantialenergie dividiert durch die teilung t, bei der das System Ton seinem Mlnivialenergie-Inhalt auf seinen Maximal energie—Inhalt übergeht. Je kleiner die feilung t zwischen, asu Psrromagnetkorpsm 2, höhsr ist daher das übertragbare Drehmoment.

Die in Pig. 1 dargestellte Anordnung der Magnete 1 und der ferrouiagne tischen Körper 2 ermöglicht eine beträchtlich kleinere teilung t als nach, den älteren Torschlag; die Teilung t wird daäer kleiner als die Breite b und die Höhs h der Polflächen U bsw. B gewählt. Außerdem wird es auf elegantere Weise möglich:, durch TfergröSern der Breite b dieser Polflächen eins größere Dauenaagnetmateriaimeng® im Magnetkreis unterzubringen. Die Breite b wird vorzugsweise etvyas grosser als die Hälfte eier Höhe h der Pole gewählt, um eine möglichst grosse maximale Potentialenergie zu erzielen, während die Stärke d* der ferromagnetischen körper 2 vorzugsweise derart gewählt wird, dass sie gerade noch nicht gesättigt werden. Sie Stärke d der Magneten 1 muss immer gross sein gegenüber dem Luftspalt 5 zwischen den beiden Magnetkreisen 3 und 4· Je grosser das zu übertragende Drehmoment bei gleichbleibendem Luftspalt, desto grosser wähle man also die Werte b, ä^f und h.

Im Ausführungsbeispiel nach Pig. 2 sind die Magnete 1 und die Körper 2 aus einer Pelge 7 ai*s nichtmagnetiseliea 'Werkstoff festgekittet, der auf einer Welle 8 befestigt ist, wobei zur ._

Erleichterung der Montage die Magnete 1 und die Körper 2 in einer Trommel 9 aus nicht-magnetischem Werkstoff untergebracht sind. Statt nebeneinander angeordneter Magnetkreise und 4, wie in Pig. 2 dargestellt, kann die Anordnung auch derart geändert werden, dass die Kreise konzentrisch sind und der eine Kreis den anderen umfasst·

Ia Ausiührungabeispiel nach Fig. 3 ist eine magnetische Wirbelstromkupplung dargestellt, bei der ein Magnetkreis 3 der in Pig· 1 gezeigten Art einer Scheibe 10 aus elektrisch gutleitendem Werkstoff, z.B. aus Kupfer, gegenübersteht, so dass beim Drehen des Magnetkreises 3 in der Scheibe 10 Wirbelströme erzeugt werden, die die Übertragung eine_s Drehmomentes ermöglichen. Infolge der besonderen Anordnung nach Pig· 1 ergibt sich eine grössere Änderung der magnetischen Induktion in der Scheibe 10 bei einer bestimmten Winkeldrehung zwischen dem ^reis 3 und der Scheibe 10 und auch der Höchstwert dieser Induktion ist grosser als nach dem älteren Vorschlag der Amnelderin, so dass ein wesentlich grösseres Drehmoment übertragen werden kann.

Die verhältnismäßig dünne Scheibe 10 ist vor2ugaMe±s£_aaf einem !Tragkörper 11 aus ferromagnetischem Material angebracht, so dass die magnetische Induktion im Innern der Scheibe 10 erhöh* wird. Wir^d der Körper 11 aus einem Werkstoff mit niedrigerer Sättigungsmagnetisierung und grösserer Koerzitivkraft hergestellt (die aber doch noch wesentlich kleiner als die der Magnete 1 bleiben muss) so entsteht bei Weglassen der Scheibe 10 eine Hysteresekupplung, wobei das übertragene Drehmoment durch die bei einer relativen Winkeldrehung zwischen dem Magnetkreis 3 und dem Körper 11 in diesem Körper 11 auftretenden Hystereseverluste entsteht·

In Pig· 4 ist eine Kombination der den Piguren 2 und 3 zugrunde liegenden ßrundgedanken dargestellt, woraus sich eine Magnetische Synchronkupplung ergibt, bei der aber, wenn sioh die beiden Kupplungshälften 3 und 4 nicht synchron drehen - wie

es "bein Anfahren der Pall ist - dennoch ein Drehmoment zwischen dun Zu^pluagsiiälften 3 'and 4. wirksam bleibt. Das "Anfahrdrelimoment" ist dadurch erzielt, daß elektrisch gut-leitende Körper 10 bzw. 10* in der Nähe das Luftspaltes 5 an den Magnetkreisen 3 und 4 befestigt sind, wobei eine Vergrösserung des Isuftspaltes 5 leicht dadurch versiisden v/erden kann, dass man die farroaagnetisehen iCörper 2 bis aura Luftspalt 5 durchlaufen läßt und die leitenden Körper 10, wie in Ifig. 4 angegeben, awischen den Ferroaagnetlcörpern 2 anbringt.

Schutzansprüokes

Claims

Schutzanaprücheι

1· Magnetische Kupplung mit wenigstens einem Magnetkreis, der längs eines !Teilkreises ge^ssjs^sr—eirr-sBwechselnd seine Richtung wechselndes Malfnetfeld besitzt und aus in einem Kranz angeordneten, in Pachtung ihrer kleinsten Abmessungen magnetisiorten dünnen Dauermagneten besteht, dadurch gekennzeichnet, dass die gleichnamigen Polflächen ^edes benachbarten Magnetpaars eines Üagneikreiges einander zugekehrt und zwischen diesen Polflächen dünne Körper aus ferromagnetische!! Werkstoff mit höherer Sättigungsinduktion angebracht sind, wobei die Abstände zwischen diesen Körpern kleiner al3 die Längsabmessungen der Polflächen der Magnete sind.
2. Kupplung nach Anspruch 1 in Porm einer Synchronkupplung, dadurch gekennzeichnet, dass sie zwei gleiche, mittels eines geringen Luftspäifees voneinander getrennte Magnetkreise-der ~~ beschriebenen Art enthält (Pig. 2).
3« Kupplung nach Anspruch 1 in Form einer Wirbelstromkupplung, dadurch gekennzeichnet, dass der eine Kupplungsteil einen Magnetkreis der Geschriebenen Art und der andere durch einen geringen luftspalt von diesem getrennte Kupplungsteil wenigstens einen Körper aus elektrisch gutleitendem Material enthält (Sig. 3).
4· Kupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite (b) cr-r Polflächen etwas grosser als ihre halbe Höhe (h) ist.
5· Kupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper aus elektrisch gut-leitendem Werkstoff die form einer an einem Tragkörper aus ferromagnetischem Material befestigten dünnen Scheibe hat·
6. Kupplung nach den Ansprächen 2 und 3» dadurch gekennzeichnet, dass Körper (10) aus elektrisch gut-leitendem Werkstoff in der Hähe des luftspaltes zwischen den ferromag-

(IPig· 4) netischen Körpern angebracht sind.