-
mit darin eingebetteter Erregerwicklung und dem zu"-.70-hörigen ringförmigen
Joch gebildet wird. @'lerderi ' Iilagne t pulverkupplungen bzvr. -bremsen erregt,
so wird bekanntlich das sonst in einem Luftspalt fein verteilte Magnetpulver durch
das diesen, durchsetzende.r,,Tagrietfcld einer Erregerwicklung versteift. Daduch
wird eine kr"f-tscliliissige Verbindung zwischen dem Antriebsglied und dem Abtriebsglied
bzw. bei der TZagnetpulverbremse dem feötstehenden Bremsenteil geschaffen. Dabei
ist das übertra,-gcrie Drehmoment dem Erregerstrom proportional und unabhängig vorn
' Schlupf, d.h. der Differenz zwischen Eingangs- :und Ausgangs= drehzahl. Daher
ist das übertragene Drehiiorent ürin.bhängig von Laständerungen. Darüberhinaus ist
die Leiotung cler' Erregerwicklung sehr gering und sind Magnetpulverkupplungen und
-bremsen für Steuer- und Regelzwecke besonders geeignet. Bei diesen Ancjendungsfdllenntxß
das gnze Steueraggregat bei kleinen Erregerströmen möglichst mit kurzen` Schaltzeiten,
d.h. trü.Cheitsarm arbeiten` unt eine große Zahl von Schaltzyklen im Dauerbetrieb
sicher bewältigen
| Eine bekannte Anordnung mit 1Tagnetpulverküpplungen, die |
| für Reversierbetrieb .R; '1;-- |
| r |
| Magnetkernen, die je@:eils eine "rregerrr clung:raclir % Tm |
| ,. t |
| dazwischenliegenden Ringraum ist ein. aln# fohlyl.n:ex'.is-.# |
| gebildetes Kupplungsglied angeordnet, (AS~ m:i d :LI*r-llbtr@@bs-: |
| vrellc fest verbunden ist. Diese Anordnung hat deh/ Ne,cnleil,, |
| däß der außenliegende.?',Y'agnetkern über. ne Hq,Iil@@:elle
.- |
| getrieben wird. Außerdem wird die lag>exün@ def' ,-ii@einäecr- |
| geschachtelten Teile sehr aufwendig unq';das @i; @@tmomeit
-' |
| -- |
| der -ab-triebei"eitigen Teils verhäli.nzsW#ig gx@`aßsyo@@iä,rl |
| lieh ist diese bekannte Anordnung nur für deAF Revc:r'sierbe- |
| trieb geeignet. f |
Eine andere bekannte Anordnung aus zwei gleichartig aufgebauten
Magre tpulverkupplungen vermeidet die nachteilige Hohlwelle und erreicht ein kleineres
Trägheitsmoment durch becherförmige Kupplungsglieder, die auf einer gemeinsamen
Abtriebsvrelle verkeilt sind. Die Antriebsseite jeder Kupplung besteh; aus einem
Magnetkern mit darin eingebetteter Erregerwicklung und einem ringförmigen Joch,
das mit diesem zusammen einen achsenparallelen Luftspalt bildet, in den das zugehörige
Kupplungsglied hineinragt. Durch ihren langgestreckten Aufbau hat diese Anordnung
den Nachteil, daß die Abtriebswelle gegenüber Biegesoh%7ingungen sehr empfindlich
ist. Umso mehr als die Anordnung ebenfalls für Reveruierbetrieb geeignet ist .und
man für Start-Stop-Betrieb zusätzlich eine Bremse anordnen müsste. Bei gleichartigem
Aufbau der Bremse würde man aber die schon vorhandenen Nachteile nur vergrößern.
-
Es ist jedoch auweh, eine Anordnung mit zwei gegenläufigen Magnetpulverkupplungen
mit einer dazwischen liegenden Bremse bekamt. Auf die durchgehende Abtriebsvreilc
sind von beiden Seiten Hohlvrellen aufgesetzt, -die jeweils die Antriebovrelle _
für eine-der beiden Kupplungen darstellen. Beben dieser aufwendigen Art, -die Antriebsbewegung
zuzvführen, hat die Anordnung den Nachteil, daß die sche.ben-, förmig ausgebildeten
Kupplungsglieder durch Keile. auf
| der Abtriebsivelle festgelegt sind. Dabei wird die leb tr'xebs- |
| ,welle einerseits geschwächt -@muß deshalb stärker dimen- |
| sloniert werden- und anjeeerseits zeigt sie unruhigere |
| :ufeenschten= Darübdrhinaus bind, vor allen bei der |
| .@reteri und letztgenannten Anordnung, die Erregerviieklüngen |
| ust,=-geordnet,;,daß .magnetische Nebenschlüsse |
und unerwünschte Koppelungen möglich sind und zugleich die entsprechenden
Luftspalte ungleichmäßig vom Magnetfeld durchsetzt vrerden. Dies bedingt bei gleichem
abtriebsseitig gefordertem Drehmoment höhere Erregerströme, diese wiederum führen
im gesamten Aggregat zu größerer elektrischer Trägheit des Aggregats -wegen der
durch die Induktivitäten bedingten Zeitkonstante der Erregerströme - und damit zu
längeren Schaltzeiten.
-
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, mit Magnetpulverkupplungen
und einer -bremse eine Anordnung zu schaffen, bei der die Nachteile der bekannten
Anordnungen vermieden werden, die insbesondere bei gedrängter'#-auweise einfach
herstellbar ist und kurze Schaltzeiten ermöglicht. Iiese Aufgabe wird erfindungsgemäß
gelöst in einer Anordnung mit gegenläufig angetriebenen Magnetpulverkupplungen und
einer Magnetpulverbremse für Reversier- und Start-S%up-Hetrieb; deren zugehörige
becherförmige Kupplungsglieder mit einer gemeinsamen A$triebsvrelle fest verbunden
sind und jeweils in einen der Luftspalte hineinragen, die von -bei den Magnetpulverkupplungen
ständig angetriebenenbIagnetkernen mit darin eingebetteten Erregerwicklungen und
ringförmigen Joch gebildet trerden, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die becherförmigen
Kupplungsglieder konzentrische Hülsen aufweisen, die mit der Abtriebsrrelle kraftschlüssig
verbunden sind, daß zwischen den Hülsen und dem zugehörigen h@agnetkern Wälzlager
angeorndet sind und daß die Abtriebswelle selbst dreifach gelagert ist.
-
Zur einfachen Herstellung der kraftschlüssigen Verwindung zwischen
der Abtriebsvrelle und den Kupplungsgliedern sind
in eineeNeiterbildung
der Erfindung die konzentrischen Hülsen durch Klebeverbindungen auf der Abtriebswelle
festgelegt. Ändere Weiterbildungen sind in der Beschreibung erläutert und in den
Unteransprüchen gekennzeichnet.
-
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der
Zeichnung näher beschrieben. Die Zeichnung zeigt ein aufgeschnittenes Gehäuse 1
mit einer darin dreifach in Wälzlagern 3 gelagerten Abtriebswelle 2. Auf dieser
sind nebeneinander zwei Magnetpulverkupplungen 20 und eine Magnotpulverbremse 40
angeorndet. Die beiden Magnetpulverkupplungen 20 sind gleichartig aufgebaut und
stehen einander spiegelbildlich gegenüber. Jede besitzt einen ringförmigen Magnetkern
21, in den eine Erregerwicklung 22 eingebettet ist. Auf seinen Umfang verteilte
Schrauben 23 verbinden den Magnetkern 21 mit einem ringförmigen Joch 24. Dieses
trägt an seiner zylindrischen Oberfläche zwei Schleifringe 25, die zusammen mit
zwei am Gehäuse 1 angeordneten Bürsten 4 -in diesem Schnitt ist jeweils nur eine
sichtbar- die Stromzuführung für die Erregerwicklung 22 bilden. Das ringförmige
Joch 24 besitzt auf seiner dem Magnetkern 21 zugewandten Seite eine ringförmige
Nut 25, die in Höhe der Erregerwicklung 22 liegt und etwa deren Breite besitzt.
Diese Nut ermöglicht, wie später näher beschrieben, einen günstigen Magnetfluß.
Der Magnetkern 21 und das ringförmige Joch 24 bilden ,zusammen einen axial ausgebildeten
Luftspalt 27, in den das becherförmige Kupplungsglied 28 mit seinem Zylinder 29
hineinragt. Das Kupplungsglied 28 besitzt eine zentrisch angeordnete Hülse 30, die
auf der Abtriebswelle 2 durch eine Klebevorbindung festgelegt ist. Da bei einer
Gleitlagerung des Magnetkerns 21 die Hülse 30 stärker dimensioniert und obendrein
eine Mög-
lichkeit zum Schmieren des Gleitlagers vorgesehen werden
müsste,
sind zwischen der Hülse 30 und dem Magnetkern 21 Wälzlager 31 angeordnet, die im
Leerlauf der Kupplung das statische Moment herabsetzen. Danelen ist ein Wellendichtring
33 angeordnet. Dadurch wird vermieden, daß aus dem Raum 32, in dem das Kupplungsglied
2£i umläuft, Magnetpulver in. die Wälzager 31 gelangt und diese. beschädigt. Vorzugsweise
wird als Wellendichtring 33 ein dem Simmerring ähnliches Bauelement verwendet, dessen
gleitende Teile aus einem Kunststoff auf Tetrafluoräthylenbasis hergestellt sind.
Damit erreicht man gleichzeitig die gute Dichtung des Simmerrings und ein kleineres
statisches Drehmoment als bei diesem. Der Raum 32 wird durch eine Abdeckplatte 34
abgeschlossen. Diese ist durch auf ihrem Umfang verteilte Schrauben 35 an dem ringförmigen
Joch 24 festgelegt und besitzt eine zentrische Dohrüng, durch die die Abtriebswelle
2 mit der darauf festgelegten Hülse 30 hindurchgeführt ist. In-der Bohrung ist ein
leiterer Wellendchtring 36 angeordnet, der auch an dieser Stelle das Austreten des
Magnetpulvers aus dem Raum 32 verhindert.
-
Jede der Magnetpulverkupplungen 20 wird gegenläufig und ständig durch
nicht dargestellte ZahnrieMenlricbe angetrieben. Sie werden über eine Aussparung
5 im Gehäuse 1 äugeführt und sind formschlüssig mit den Magnotkernen 21 verbunden.
Wird einer Erregerwicklung 22 über die zugehörigen:Bürsten 4 und die Schloit'ringo
25 Strom zugeführt, so bildet sich rund um die Erregerwicklung 22 im Magnajern 21
und dem ringförmigen. Joch 24 ein ragnetfeld aus, dass den Luftspalt 27 durchsetzt.
Dies ist schematisch durch eine magnetische Feldlinie 3'7 angedeutet. Mit steigendem
Magnetfeed richten sich die magnetisch anisotropen Teilchen des Magnotpulvers aus
und bilden eine kompakte Masse. Dadurch wird das Kupplung,-glied 28 mit dem 7agnetkern
21 und dem ringf8rmxgen Joch 24
kraftschlüssig verbunden und läuft
mit diesen gleichsinnig aus. Um bei kleinem Erregerstrom ein möglichst hohes Drehmoment
zu erzeugen, ist die Erregerwicklung 22 neben dem Luftspalt angeordnet. Außerdem
verhindert die in Höhe der Erregerwicklung 22 liegende ringförmige Nut 26 des Joches
24 eine Zusammenschnürung des Magnetfeldes an dieser Stelle und ruft einen gleichmäßigen
Magnetfluß durch den Luftspalt 27 hervor. Um magnetische Nebenschlüsse zu vermeiden,
ist die Abdeckplatte 34 aus magnetisch nicht leitendem Isolierstoff gefertigt. Weiterhin
können sich in den magnetisch wirksamen Teilen, d.h. im Magnetkern 21 und im ringförmigen
Joch 24 keine schädlichen Wirbelströme bilden, wenn diese aus hochlegiertem Nickeleisen
bestehen oder lamelliert aus Transformatorblech zusammengesetzt sind.
-
Die Magnetpulverbremse 40 ist im wesentlichen genauso wie die Magnetpulverkupplung
20 aufgebaut. Sie unterscheidet sich von dieser nur durch einen feststehenden Magnetkern
41, der durch auf seinem Umfang verteilte Schrauben 42 an dem Gehäuse 1 angeordnet
ist. Damit vereinfacht sich auch die Stromzuführung für die in den Magnetkern 41
eingebettete-Erregerwicklung 43 durch nicht dargestellte fest verlegte Leitungen:
Der, Magnetkern 41, ein ringförmiges Joch 44 und eine Abdeckplatte 45 sind fest
miteinander verbunden und bilden zusammen das Iagerschild des Gehäuse; auf der dem
Abtrieb gegenüberliegenden Stirnseite. insprechend ähnelt auch die Wirkungsweise
der blagnetpulverbremse 40 der der Magnetpulverkupplung 20. Wird der Erregerwicklung
43 Strom zugeführt, so verbinden die unter dem Einfluß des Magnetfeldes ausgerichteten
Teilchen des Magnetpulvers das Kupplungsglied 46 mit dem leiagnetkern 41
und
dem ringförmigen Joch 44. Damit wird das Kupplungsglied 46 und die mit ihm fest
verbundene Abtriebswelle 2 abgebremst.
-
Der erfindungsgdmäße Aufbau eines solchen Steueraggregats zeichnet
sich durch eine sehr gedrängte Bauweise aus.
-
Bei der Verbindung der Kupplungsglieder mit der Abtriebswelle werden
Keile oder Stifte vermieden: Die ab-triebsseitigen Teile können deshalb bei geringem
Trägheitsmoment sehr günstig dimensioniert werden. Außerdem werden durch die dreifache
Lagerung der Abtriebswelle Biegesch@-rirLungen vermieden. Kupplungs- und Bremseinheiten
sind fertigungstechnisch einfach herzustellen und zeichnen sich dadurch aus, daß
einander entsprechende Teile im wesentlichen gleich.-artig-ausgebildet sind. Darüberhinaus
hat die erfindungsgemäße Anordnung den Vorteil, daß das Magnetfeld den Luftspalt
ohne magnetische Nebenschlüsse gleichmäßig durchsetzt und dadurch bei kleinem Erregerstrom
kurze Schaltzeiten erreicht werden.