DE1920446U

DE1920446U - ELECTROMAGNETIC COUPLING.

Info

Publication number: DE1920446U
Application number: DE1961E0015368
Authority: DE
Original assignee: European Atomic Energy Community Euratom
Current assignee: European Atomic Energy Community Euratom
Priority date: 1960-05-25
Filing date: 1961-05-24
Publication date: 1965-07-29
Also published as: CH387154A; LU40151A1

Description

Electromagnetic clutch

Die feuerung bezieht sich auf eine elektromagnetische Kupplung. Sie macht Gebrauch vom Hystereseeffekt magnetischer Materialien, wie er bereits bei den bekannten Hysteresekupplungen ausgenützt wird. Eine solche Kupplung hat die Gestalt zwei er rotierbarer Bauteile, von denen eines eine Anzahl magnetischer Polpaare besitzt, welche auf das andere Kupplungsteil zugerichtet sind. Dieser Teil ist rotationssymmetrisch aufgebaut und besteht aus einem Material mit hohem Hystereseverlust, hier permanentmagnetisch^ Material. In diesem Material werden toIe induziert, welche das Bestreben haben, ihre Polarität beizubehalten, so daß, wenn eines der Bauteile in Drehung versetzt wird, das andere synchron folgt.The fire refers to an electromagnetic clutch. It makes use of the hysteresis effect of magnetic materials, as it is already used in the known hysteresis clutches. Such a coupling has the shape of two He rotatable components, one of which has a number of magnetic pole pairs, which on the other coupling part are trimmed. This part has a rotationally symmetrical structure and consists of a material with a high hysteresis loss, here permanent magnetic ^ material. In this material toIe are induced, which tend to their Maintain polarity so that when one of the components is rotated the other follows synchronously.

Die vorliegende elektromagnetische Kupplung mit äußerem feststehendem toroidalem i'elderregersystem als Stator, umlaufenden an einer welle befestigten aisgeprägten Polen als Bestandteilen der einen Xupplungshälfte und dazu konzentrischem, an einerThe present electromagnetic clutch with external fixed toroidal field exciter system as a stator, revolving embossed poles attached to a shaft as components of one coupling half and concentric to it, on one

Welle befestigtem durch magnetischen Zwang mitgenommenem. Vollpolläufer als der anderen Kupplungshälfte, wobei die ausgeprägten Pole ineinandergreifen und radial zum Vollpolläufer weisen, und wobei das Felderregersystem den Polkranz und dieser den Vollpolläufer jeweils unter Belassung eines Luftspaltes konzentrisch umschliessen, ist neuerungsgemäss dadurch ausgezeichnet, daß die Pole schräg aufeinander zu gerichtet sind derart, daß es gegenüber dem Luftspalt am Polkranz zu einem axial verkürzten Luftspalt am Vollpolläufer kommt, an dem die Polenden in bekannter Weise deckungsgleich hintereinander auf einer gemeinsamen Bahn liegen, deren Breite zugleich die Breite des Vollpolläufers bestimmt.Shaft attached by magnetic force. Full-pole rotor than the other half of the coupling, with the pronounced poles interlocking and radial to the full-pole rotor have, and wherein the field exciter system the pole ring and this the full pole rotor, each leaving an air gap enclose concentrically, according to the innovation excellent that the poles are directed obliquely towards one another in such a way that it is opposite the air gap at Polkranz comes to an axially shortened air gap on the solid pole rotor, where the pole ends are congruent in a known manner lie one behind the other on a common path, the width of which also determines the width of the full pole rotor.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Neuerung besitzt das magnetische Antriebssystem einen Elektromagneten, welcher in bezug auf das treibende und den getriebenen Kupplungsteil fest steht und so angeordnet ist, daß in den Magnetpolen genügend induzierter Magnetismus entsteht. Durch Verwendung eines ruhenden Elektromagneten für diesen Zweck entfällt die Notwendigkeit, für den Antrieb elektrische Schleifkontakte vorzusehen.According to a further feature of the innovation, the magnetic drive system has an electromagnet, which in with respect to the driving and the driven coupling part is fixed and is arranged so that in the magnetic poles enough induced magnetism is created. By using a static electromagnet for this purpose, it is not necessary the need to provide electrical sliding contacts for the drive.

Das Antriebssystem kann auch Mittel zur Anzeige einsetzenden Schlupfes zwischen dem treibenden und getriebenen Kupplungs-The drive system can also have means for indicating the onset of slip between the driving and driven clutch

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teil aufweisen. Auch dies ist ohne Verwendung von Schleifkontakten realisierbar, und zwar zunächst dadurch, daß eines der Teile eine oder mehrere nichthomogene Partien aufweist. Das hat zur Folge, daß bei Schlupf eine Änderung des magnetischen Widerstandes in den Kraftlinien zwischen den Kupplungsteilen auftritt. Ferner sind noch geeignete Geräte zur Erfassung und Messung eines auf G-rund der Flußänderung erzeugten elektrischen Signales vorhanden.show part. This is also possible without the use of sliding contacts realizable, initially in that one of the parts has one or more non-homogeneous parts. This has the consequence that a change in the magnetic Resistance occurs in the lines of force between the coupling parts. There are also suitable devices for recording and measuring one generated on G-round of the flux change electrical signal available.

Zur näheren Erläuterung der Neuerung sei nunmehr Bezug auf die Zeichnung genommen. Es zeigt:For a more detailed explanation of the innovation, reference is now made to the drawing. It shows:

Pig. 1 einen vereinfachten Axialschnitt durch die elektromagnetische Kupplung,Pig. 1 a simplified axial section through the electromagnetic Coupling,

Pig. 2 einen vereinfachten zusammengesetzten Längsschnitt durch die Kupplung nach Fig. 1 gemäß den Schnittlinien A-A, B-B und C-C,Pig. 2 shows a simplified composite longitudinal section through the coupling according to FIG. 1 according to the section lines A-A, B-B and C-C,

Fig. 3 A bis 3 C drei Schaltungen zur Gewinnung eines Maßes oder einer Anzeige für die Schlupfgeschwindigkeit,3 A to 3 C three circuits for obtaining a measure or a display for the slip speed,

Fig. 4 einen Axialschnitt durch ein Getriebe mit Kupplungen gemäss den Fig. 1 und 2 und4 shows an axial section through a transmission with clutches according to FIGS. 1 and 2 and

Fig. 5 A bis 5 D Drehmomentenkurven der Kupplung und des Getriebes·Fig. 5 A to 5 D torque curves of the clutch and the gearbox

Gemäß den Figuren 1 und 2 gelangt die Antriebswelle 1 von der Seite 2 her in das Kupplungsgehäuse, wo sieAccording to Figures 1 and 2, the drive shaft 1 reaches the clutch housing from side 2, where it

mit dem Stern 3 aas nichtmagnetischem Material verkeilt ist. Der Stern 3 hat eine zentrale Habe 3a, von der sechs radiale Arme 3b (vgl. Fig.2) mit jeweils 60 Winkelabstand ausgehen. Die Arme tragen einen Ringkörper 4> an dem die Polschahteile mit Hilfe der Schrauben 5 befestigt sind. Der Ringkörper "besteht aus einem zentralen Ring 6 aus nichtmagnetischem Material, welcher die Ringe 7, 8 auf Abstand hält. Jeder dieser Ringe besitzt einen Satz von sechs Polschuhen 7a, 8a.is wedged with the star 3 aas non-magnetic material. The star 3 has a central hub 3a, from which six radial arms 3b (see FIG. 2) extend with an angular spacing of 60 each. The arms carry an annular body 4 to which the pole pieces are fastened with the aid of screws 5. The ring body "consists from a central ring 6 made of non-magnetic material, which keeps the rings 7, 8 at a distance. Any of these rings has a set of six pole pieces 7a, 8a.

Wie ersichtlich, ist der Ring 7 direkt an den Sternarmen 3b mit Hilfe der Schrauben 5 verschraubt, welche zugleich auch den zentralen Ring 6 am Stern festhalten. Demgegenüber ist der Ring 8 mit den Schrauben 9 am zentralen Ring befestigt. Die Polschuhe 7a, 8a weisen zur Achse der Kupplung hin und greifen wechselseitig ineinander derart, daß ihre Stirnflächen der Kupplungsachse zugekehrt auf einem gemeinsamen Radius liegen. As can be seen, the ring 7 is directly on the star arms 3b screwed with the help of the screws 5, which at the same time also hold the central ring 6 on the star. In contrast is the ring 8 is fastened to the central ring with the screws 9. The pole shoes 7a, 8a point towards the axis of the coupling and mutually engage in one another in such a way that their end faces, facing the coupling axis, lie on a common radius.

Die Antriebswelle 10 durchstößt das Kupplungsgehäuse 2 an der Seite 2b und ruht auf zwei Lagern in der G-ehäusewand sowie einem Lager am freien Wellenende in der erwähnten Wabe.The drive shaft 10 penetrates the coupling housing 2 on the side 2b and rests on two bearings in the housing wall as well a bearing at the free end of the shaft in the honeycomb mentioned.

Innerhalb des Gehäuses, symmetrisch zur Mittellinie CL der Fig.l, ist auf die Welle 10 eine Nabe 11 aus Weichstahl mit niedrigem magnetischem Widerstand aufgekeilt, welche an derInside the housing, symmetrical to the center line CL of the Fig.l, a hub 11 made of mild steel is on the shaft 10 with low magnetic reluctance, which at the

Peripherie einen Ring 13 aus einem Material großer Hysterese trägt, z.B. Aluminium, Nickel oder eine Kobaltlegierung, wobei die magnetische Vorzugsachse in radialer Richtung liegt. Der Ring 12 läßt zwischen sich und den Stirnflächen der Polschuhe 7a, 8a einen engen ringförmigen Luftspalt 13 frei.Periphery a ring 13 made of a material with large hysteresis carries, e.g. aluminum, nickel or a cobalt alloy, with the easy magnetic axis lying in the radial direction. the Ring 12 leaves a narrow annular air gap 13 free between it and the end faces of pole shoes 7a, 8a.

Der zylindrische Teil 2c des Kupplungsgehäuses 2 trägt unter Belassung eines Zwiachenabstand.es entlang der Singkonstruktion 4 einen ringförmigen Elektromagneten. Der Elektromagnet besteht aus der Feldspule 14, welche zwischen einem Paar ringförmiger Polschuhe 15, 16 liegt, die ihrerseits durch das Gehäuseteil 2c auf Abstand gehalten und zu einem Joch zusammengefasst werden. Die Teile 15, 16 liegen den Ringen 7, 8 am Luftspalt 17 gegenüber. Zwischen der Spule 14 und den benachbarten G-ehäuseteilen ist eine Meßspule 18 für den eingangs erläuterten Zweck angeordnet.The cylindrical part 2c of the coupling housing 2 carries along the singing structure, leaving a distance between the two 4 an annular electromagnet. The electromagnet consists of the field coil 14, which is between a pair of annular Pole shoes 15, 16, which in turn are held at a distance by the housing part 2c and are combined to form a yoke will. The parts 15, 16 lie opposite the rings 7, 8 at the air gap 17. Between the coil 14 and the neighboring G-housing parts is a measuring coil 18 for the input explained purpose arranged.

Im Betrieb wird die Spule 14 aus einer Gleichstromquelle gespeist. Die Kraftlinien verlaufen dann über das zylindrische Jochteil 2c des Gehäuses 2, welches die beiden Polschuhe 15» 16 auf Abstand hält, zum ringförmigen Polschuh 15, weiter über den Luftspalt 17 zum Ring 7 und die sechs Polschuhe 7a, dann über den Luftspalt 13 und durch Ring 12. Von einer dem nächsten Polschuh 8a benachbarten Stelle in der Nabe 8 aus tritt der magnetische Fluß wieder in den Ring 12 ein. Er über-In operation, the coil 14 is fed from a direct current source. The lines of force then run over the cylindrical yoke part 2c of the housing 2, which the two pole shoes 15 » 16 keeps at a distance, to the ring-shaped pole piece 15, further over the air gap 17 to the ring 7 and the six pole pieces 7a, then over the air gap 13 and through the ring 12. From a point in the hub 8 adjacent to the next pole piece 8a the magnetic flux re-enters the ring 12. He over-

quert dann den luftspalt 13 zu den sechs Polschuhen 8a und
dem Ring 8 und geht von Ring 8 zum ringförmigen Polschuh 16 durch den Luftspalt 17 über. Im zylindrischen Teil 2c des Gehäuses 2 schließt sich der Fluß.then crosses the air gap 13 to the six pole pieces 8a and
the ring 8 and goes from ring 8 to the annular pole piece 16 through the air gap 17. In the cylindrical part 2c of the housing 2, the flow closes.

Wenn die eintreibende Welle 1 in Drehung versetzt wird, folgt die Antriebswelle 10 solange, wie der Elektromagnet erregt ist und das abgenommene Moment kleiner als das Schlupfmoment ist. Die mechanischen Eigenschaften der Kupplung lassen sich aus
folgender Überlegung herleiten:When the driving shaft 1 is set in rotation, the drive shaft 10 follows as long as the electromagnet is excited and the torque taken is less than the slip torque. The mechanical properties of the coupling can be omitted
derive the following consideration:

Die Verlustarbeit bei um eine Umdrehung schlüpfender Kupplung ist gleich dem Drehmoment T, multipliziert mit 2?coder gleich dem Produkt aus der Polpaarzahl N, dem Volumen V des Ringes und der Fläche A der B-H-Kurve (Hvsteresisschleife) für das
Material, aus dem der Ring 12 besteht. Somit istThe work loss when the clutch slips by one revolution is equal to the torque T, multiplied by 2? C or equal to the product of the number of pole pairs N, the volume V of the ring and the area A of the BH curve (hvsteresis loop) for the
Material from which the ring 12 is made. So is

IAV
2j\T = H A V oder T =2ft .IAV
2j \ T = HAV or T = 2ft.

Daraus folgt, daß durch Ändern der elektromagnetischen Feldstärke, also des Wertes von A, das Moment variiert werden
kann, bei welchem die Kupplung schlüpft.It follows that by changing the electromagnetic field strength, i.e. the value of A, the moment can be varied
at which the clutch slips.

Beim Schlupf wird eine Relativbewegung zwischen den Polen 7a, 8a und dem Ring 12 bewirkt. Wird der Ring so eingerichtet,daß in den bei 12a angedeuteten Zonen eine Änderung des magneti-When slipping, a relative movement is brought about between the poles 7a, 8a and the ring 12. If the ring is arranged so that in the zones indicated at 12a a change in the magnetic

sehen Widerstandes in Kraftlinienverlauf auftritt, 30 entsteht auch im ganzen System eine !'!Umänderung, was zur Induktion einer bestimmten Spannung in den Spulen 14, 18 proportional zur Schlupfgeschwindigkeit führt. Im vorliegenden Falle sind inhomogene Stellen an Zwischenplätzen zwischen den Polen 7a, 8a durch Ausnehmungen 12a gebildet, so daß sich der Flußwiderstand bei Schlupf ändert. Die Spule 18 ist getrennt angebracht. Von ihr wird gewünschtenfalls die Signalspannung abgenommen. Die elektrischen Leitungen der Spulen 14, 18 sind schaltbildartig wiedergegeben; sie sind an die Anschlußklemme 19 herangeführt. Feldspule 14 liegt an den Klemmeria, b, Spule 18 an den Klemmen c, d.see resistance occurs in the course of the force line, 30 arises a change in the whole system, leading to induction a certain voltage in the coils 14, 18 proportional to the slip speed. In the present case are inhomogeneous locations at intermediate locations between the poles 7a, 8a formed by recesses 12a, so that the flow resistance changes at slip. The spool 18 is attached separately. If desired, the signal voltage is derived from it removed. The electrical lines of the coils 14, 18 are shown in the form of a circuit diagram; they are on the connector 19 introduced. Field coil 14 is on the Klemmeria, b, Coil 18 at terminals c, d.

Die Figuren 3 A - 3 C zeigen drei Möglichkeiten zur Gewinnung einer Anzeige oder eines Maßes für die Schlupfgeschwindigkeit. Gemäß Fig. 3 A und 3 B wird das Schlupfsignal von der Feldspule 14 abgenommen, während nach Fig. 3 C hierzu die getrennte üignalspule 18 verwendet wird, welche über der Feldspule 14 liegt.FIGS. 3 A-3 C show three possibilities for obtaining an indication or a measure for the slip speed. According to FIGS. 3A and 3B, the slip signal is from the field coil 14 removed, while according to Fig. 3 C this is the separate üignalspule 18 is used, which is above the field coil 14.

In Fig. 3 A liegt ein Widerstand R in Reihe mit der Feldspule 14 und der Gleichstromquelle. Die Spannungsänderung, die über den Widerstand R im Meßgerät M erzeugt wird, wenn Schlupf entsteht, ist ein Maß für die Schlupfgeschwindigkeit. In Fig. 3 B ist die Feldspule 14 mit der Gleichstromquelle überIn Fig. 3A, a resistor R is in series with the field coil 14 and the DC power source. The voltage change that is generated across the resistor R in the measuring device M when Slippage occurs is a measure of the slip speed. In Fig. 3B, the field coil 14 is connected to the DC power source

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die Primärwicklung des Transformators I verbunden. In der Sekundärwicklung entsteht ein Wechselstromsignal für die Schlupfgeschwindigkeit, wenn Relativdrehung zwischen dem ,treibenden und getriebenen Kupplungsglied auftritt. Das Wechselstromsignal wird am Gerät M angezeigt.the primary winding of the transformer I is connected. In the Secondary winding creates an alternating current signal for the slip speed when relative rotation between the, driving and driven coupling member occurs. The AC signal is displayed on device M.

In Fig. 3 C wird die Feldspule 14 aus einer Gleichstromquelle gespeist. In der separaten Spule 18 wird bei Sehlupf ein Wechselstromsignal erzeugt, das die Schlupfgeschwindigkeit im Meßgerät M anzeigt.In Fig. 3C, the field coil 14 is from a direct current source fed. An alternating current signal is generated in the separate coil 18 in the event of a slip generated, which indicates the slip speed in the measuring device M.

Ein Anwendungsbeispiel für die in den Fig. 1-5 beschriebene Kupplung ist das Zweistufengetriebe nach Fig. 4, welches im Längsschnitt durch seine koaxialen An- und Abtriebswellen dargestellt ist. Die nicht magnetischen Teile des Getriebes sind unterbrochen schraffiert gezeichnet.An application example for the one described in Figs. 1-5 The coupling is the two-stage transmission according to FIG. 4, which is shown in longitudinal section through its coaxial input and output shafts is. The non-magnetic parts of the gear are shown with broken hatching.

Gemäß Fig. 4 besteht das Getriebe aus .dem zusammengesetzten zylindrischen Gehäuse 20 mit den Deckelflanschen 21, 22. Die eintreibende Welle 25 ist auf einem Lagersatz im Deckelflansch 21 gelagert und erstreckt sich in das Gehäuseinnere, wo sie in einem zweiten Lagersatz gehalten ist. Der Lagersatz ist in die entsprechend ausgesparte labe 24 der austreibenden Welle 25 eingebaut, die den Deckelflansch 22. durchdringt. Kraftschluß „ zwischen der An- und Abtriebswelle besteht nur, wenn wenigstensAccording to Fig. 4, the transmission consists of .dem composite cylindrical housing 20 with the cover flanges 21, 22. The driving shaft 25 is on a set of bearings in the cover flange 21 and extends into the interior of the housing, where it is held in a second bearing set. The bearing set is in the Correspondingly recessed labe 24 installed in the expelling shaft 25, which penetrates the cover flange 22. Frictional connection " between the input and output shaft only exists if at least

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eine von den beiden nach Bau- und Betriebsweise gleichartigen Kupplungen 26, 27 gemäß den Mg. 1 und 2 erregt wird. Die Teile der Kupplung 26 sinci mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie die ieile der Kupplung nach Fig. 1, so daß deren Funktion leicht ersichtlich ist.one of the two of the same type in terms of construction and operation Clutches 26, 27 according to Mg. 1 and 2 is excited. The parts of the coupling 26 have the same reference numerals provided as the ieile of the coupling according to FIG. 1, so that their Function is easy to see.

Die ruhenden Teile der Kupplungen werden von nichtmagnetischen Schrauben 28 zusammengehalten, welche den Deckelflansch 22 und die Joche 2c bis in den Ring 29 durchdringen. Der Ring 29 ist seinerseits am anderen Deckelflansch 21 befestigt. Eine unmagnetische, durchbrochene Abstandplatte 30 zwischen den entsprechenden Elektromagneten trennt die magnetischen Kreise der beiden Kupplungen. Die äußeren drehbaren Elemente der Kupplungen 26, 27, welche stets die Ringe 7, 8 mit den Polschuhen 7a, 8a und den Isolierring 6 umfassen, werden gemeinsam durch Bolzen 31 zusammengehalten, die sie zugleich an den radialen Ausladungen 24a der Nabe 24 der Abtriebswelle 25 verankern.The stationary parts of the couplings are held together by non-magnetic screws 28, which the cover flange 22 and the yokes 2c penetrate into the ring 29. The ring 29 is in turn fastened to the other cover flange 21. A non-magnetic, perforated spacer plate 30 between the corresponding electromagnets separates the magnetic circuits of the two clutches. The outer rotatable elements of the couplings 26, 27, which are always the rings 7, 8 with the pole pieces 7a, 8a and the insulating ring 6 are held together by bolts 31, which they at the same time to the radial projections 24a of the hub 24 of the output shaft 25 anchor.

Die inneren umlaufenden Teile der Kupplungen 26, 27 werden von der Antriebswelle 23 angetrieben, und zwar ist das betreffende Teil der Kupplung 27 hierzu unmittelbar auf der Welle 23 nahe dem freien Wellenende montiert, während das der Kupplung 26 über ein Untersetzungsgetriebe von der Welle 23 angetrieben wird. Hierfür ist der innere umlaufende TeilThe inner rotating parts of the clutches 26, 27 are driven by the drive shaft 23, namely that is Part of the coupling 27 for this purpose is mounted directly on the shaft 23 near the free shaft end, while the the clutch 26 is driven by the shaft 23 via a reduction gear. The inner circumferential part is for this

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der Kupplung 26 auf der Hülse 32 aufgebracht, die die Welle 23 - frei gegen diese drehbar - umschließt. Am Ende der Hülse 32 ist ein Zahnrad 33 befestigt, welches von einem auf der Antriebswelle 23 angeordneten Ritzel 34 über das Untersetzungsgetriebe 35, 36 angetrieben wird. Die Getrieberäder 35 j 36 sitzen auf der Vorgelegewelle 37* Im Betrieb wird eine direkte Antriebsverbindung zwischen der An- und Abtriebswelle 23, 25 durch Erregen der Kupplung 27 allein erreicht. Es kann aber auch eine Kriechgangverbindung durch Erregen der Kupplung 26 und Entregen der Kupplung 27 hergestellt werden. Y/erden beide Kupplungen gleichzeitig erregt, kann bei kleinen Geschwindigkeiten das doppelte Moment übertragen werden.the coupling 26 is applied to the sleeve 32, which surrounds the shaft 23 - freely rotatable against it. At the end of Sleeve 32 is attached to a gear 33 which is driven by a pinion 34 arranged on the drive shaft 23 via the Reduction gear 35, 36 is driven. The gears 35 j 36 sit on the countershaft 37 * in operation becomes a direct drive connection between the input and output shaft 23, 25 by energizing the clutch 27 alone achieved. However, a creeper connection can also be established by energizing the clutch 26 and de-energizing the clutch 27 will. Y / earth both clutches excited at the same time, can transmit twice the torque at low speeds will.

Pig· 5 A zeigt den Momentenverlauf für eine Hysteresiskupplung_f bei dem die Kurve XYZ den kritischen Momentenbereich angibt, für den die äußeren und inneren umlaufenden Teile der Kupplung synchron laufen« Für verschiedene Betriebspunkte der Kurve XYZ werden natürlich die induzierten Pole des getriebenen Kupplungsteiles örtlich um verschiedene Beträge gegen die Polschuhe des äußeren umlaufenden Teiles versetzt sein. So werden z.B. bei Punkt Y, also, beim"Moment UuIl, die Pole mit entgegengesetzten Polarität - symmetrisch über das innere umlaufende Teil verteilt - induziert, d.h. an Orten, die den Polschuhen des äußeren umlaufenden Kupplungsteiles unmittelbarPig 5 A shows the torque curve for a hysteresis _{clutch f} in which curve XYZ indicates the critical torque range for which the outer and inner rotating parts of the clutch run synchronously different amounts can be offset against the pole pieces of the outer circumferential part. For example, at point Y, that is, at the "moment UuIl", the poles with opposite polarity - distributed symmetrically over the inner circumferential part - are induced, ie at locations which are directly adjacent to the pole pieces of the outer circumferential coupling part

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benachbart sind (vergl. das Schaubild Y). Bei zunehmendem Moment entlang Y-X bleibt das angetriebene Kupplungsteil magnetisch zurück. Dabei ist die Lage des antreibenden Teils und der induzierten Pole im inneren umlaufenden Teil derart, daß letztere sich im Stadium der Umkehr durch die folgenden, den induzierten Polschuhen benachbarten, Polschuhe befinden (vgl. Schaubild X). Zwischen X und D ist das übertragende Moment durch die im inneren Teil induzierten Wirbelströme bestimmt· are adjacent (see diagram Y). With increasing Moment along Y-X, the driven coupling part remains magnetically. Here is the position of the driving part and the induced poles in the inner circumferential part in such a way that the latter in the phase of reversal is divided by the following, the pole pieces are adjacent to the induced pole pieces (see diagram X). Between X and D the transmitted moment is determined by the eddy currents induced in the inner part

Ähnliche Verhältnisse gelten für den negativen Ast der Momentenkurve, wenn das aussere Kupplungsteil das Moment durch synchronen Umlauf des inneren Teiles längs YZ aufnimmt.Jenseits des Punktes Z ist jedes vom äußeren Kupplungsteil aufgenommene Moment auf die Bremswirkung der Wirbelströme zurückzuführen. In beiden Momentfällen ist die auf der Wirkung der Wirbelströme basierende Arbeit durch die schraffierten Bereiche dargestellt. Demgegenüber bedeutet die niehtschraffierte Fläche DXYO die duräh die Hysterese erzeugte Arbeit. Durch sorgfältige Ausführung des angetriebenen Teiles der Kupplung können die Wirbelstromeinflüsse vernachlässigbar klein gemacht werden.Similar relationships apply to the negative branch of the torque curve, when the outer coupling part absorbs the torque through synchronous rotation of the inner part along YZ. Beyond of point Z, every moment absorbed by the outer coupling part is due to the braking effect of the eddy currents. In both moment cases, the work based on the effect of the eddy currents is shown by the hatched areas. In contrast, the unhatched area means DXYO the work generated by the hysteresis. By careful execution of the driven part of the clutch, the Eddy current influences can be made negligibly small.

Die Figuren 5 B und 5 C zeigen die entsprechenden Charakteristiken der Kupplungen 26, 27, wenn diese getrennt erregt werden. Wenn die Kupplang 26 allein erregt ist, dreht sich dieFigures 5 B and 5 C show the corresponding characteristics of the clutches 26, 27 when these are energized separately. When the clutch 26 is energized alone, the rotates

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Antriebswelle mit hoher Geschwindigkeit W und es stellt sich ein Arbeitspunkt R ein. Wenn die Kupplung 27 allein erregt ist, dreht sich die Abtriebswelle mit niedriger Geschwindigkeit T/,und bei entsprechendem Drehmoment stellt sich ein Arbeitspunkt S ein. Wenn nun beide Kupplungen die gleiche Größe aufweisen und eine gleiche und konstante Feldstärke anliegt, ergibt sich.die zugehörige Drehmomentenkurve aus der Summe der vorerwähnten Verläufe, wie. in Fig. 5 D veranschaulicht. Fig. 5 D zeigt, daß bei niedriger Geschwindigkeit W das doppelte Moment übertragen werden kann. Die Zeit, während der beide Kupplungen eingeschaltet sind, sollte wegen der Überhitzungsgefahr, verursacht durch den schnellen Schlupf der Kupplung 26,. begrenzt werden. Infolgedessen ist diese Betriebsmöglichkeit nur auf Notfälle beschränkt.Drive shaft at high speed W and an operating point R is established. When the clutch 27 alone is excited, the output shaft rotates at low speed T /, and an operating point S is established when the torque is appropriate. If both clutches are the same size and the same and constant field strength is applied, the associated torque curve results from the sum of the aforementioned courses, such as. 5 D illustrated in Fig.. Fig. 5D shows that at low speed W twice the torque can be transmitted. The time during which both clutches are switched on should be due to the risk of overheating caused by the rapid slipping of clutch 26. be limited. As a result, this operational option is limited to emergencies only.

Das beschriebene Antriebssystem ist besonders für den Betrieb in inerter Gasatmosphäre ohne Sauerstoff geeignet, in welcher nämlich die Leistung von Kupplungen mit Reibungsflächen unbefriedigend und unsicher ist.The drive system described is particularly suitable for operation in an inert gas atmosphere without oxygen, in which namely, the performance of clutches with friction surfaces is unsatisfactory and is unsure.

Da Kugellager mehr für einen Betrieb an unzugänglichen Stellen geeignet sind (wo sie also nicht gewartet werden können) als Gleitflächen, ist das vorliegende Antriebssystem ohne Gleit-. flächen besonders vorteilhaft. Es findet daher bevorzugt Anwendung bei der Übertragung von Drehbewegungen in Kern-Since ball bearings are more suitable for operation in inaccessible places (where they cannot be serviced) than Sliding surfaces, the present drive system is without sliding. areas particularly advantageous. It is therefore preferred Application for the transmission of rotary movements in core

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reaktordruckgefäßea oder innerhalb der Reaktorumschließung. Durch. Anzeige oder kontinuierliche Beobachtung des Schlupfanzeigers kann dabei rechtzeitig eine etwaige übermässige Belastung der von dem Antrieb betätigten Betriebseinrichtun gen festgestellt werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Schlupfanzeige von Zeit zu Zeit dazu benutzt werden, dasjenige Minimal-Drehmoment zu finden, das nötig ist, um den Antrieb in Bewegung zu halten, so daß etwaige zunehmende Reibung in den von den Kupplungen getriebenen Teilen erfaßbar wird. Das kann von Bedeutung für den Fall sein,daß das Antriebssystem nur im intermittierenden Betrieb gefahren wird.reactor pressure vessels a or within the reactor enclosure. Through. Display or continuous observation of the slip indicator In doing so, any excessive load on the operating equipment operated by the drive can be timely to be established. Alternatively or in addition, the slip indicator can be used from time to time to do that Finding the minimum torque that is necessary to achieve the To keep the drive in motion, so that any increasing friction in the parts driven by the clutches can be detected will. This can be important in the event that the drive system is only operated in intermittent operation will.

Beispielsweise werden bei Kernreaktoren die mechanischen Antriebe zum Entladen der Brennstoffelemente nur wenig gebraucht, doch sollen sie zuverlässig arbeiten. In diesem Falle kann das vorliegende magnetische Antriebssystem von Zeit zu Zeit eingeschaltet werden, um nicht nur sein eigenes Betriebsverhalten, sondern unter Verwendung der Schlupfanzeige auch das Lastfreisein der von ihm angetriebenen mechanischen Teile zu prüfen.In nuclear reactors, for example, the mechanical drives for discharging the fuel elements are only slightly used needed, but they should work reliably. In this case, the present magnetic drive system of From time to time to be turned on not only to see its own performance, but using the slip indicator also check that the mechanical parts it drives are free from load.

BeliuAzansprüche Pd/gr BeliuAz claims Pd / gr

Claims

2392 -a 6.65. J / XanS-J / ieinricn ^ Pre PATENTANWA MÜNCHEN 22 ■ TELEPHONE: 22 Berlin, June 3, 1965 PATENTANWALT DIPL.-ING. RICHARD MÜLLER-BÖRNER PATENTANWALT DIPL.-ING. HANS-HEINRICH WEY BERLIN-DAHLEM ■ PODBIELSKIALLEE 68 MUNICH 22 ■ WIDENMAYERSTRASSE 49 TELEPHONE: 76 29 07 · TELEGRAMS: PROPINDUS TELEPHONE: 22 »5 BS · TELEGRAMS: PROPINDUS E 15 568 / 2ldATOM European Atomic Energy Community, Brussels (

1. Electromagnetic clutch with external stationary toroidal field exciter system as stator, circumferential pronounced poles attached to a shaft as components the one coupling half and concentric to it, attached to a shaft and entrained by magnetic force Full pole rotor than the other half of the coupling, the salient poles interlocking and radial point to the full pole rotor, and where the field exciter system the pole ring and this surround the solid pole rotor concentrically each leaving an air gap, dadurcü marked, daia the poles diagonally towards each other are directed in such a way that there is an axially shortened air gap on the solid pole rotor opposite the air gap on the pole ring comes, at which the pole ends lie in a well-known quietly congruent one behind the other on a common path, whose width also determines the width of the full pole rotor.

2. Coupling according to claim 1, characterized in that the field exciter system is additionally provided with a signal winding for

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FERNSCHREIBER: 0181057TELEPHONE: 0181057

Slack measurement and the full pole runner with inhomogeneities is equipped in the magnetic flux path that occurs when the clutch slips be effective.

3. Coupling according to claim 1, characterized in that

the full pole rotor made of a core of magnetizable material with low magnetic resistance and a core made of highly magnetizable hysteresis material that surrounds the core consists.

4. Coupling according to claim 1, characterized in that the The highly magnetizable components of the rotor and stator forming the magnetic circuit are one in the radial direction of the Have coupling lying preferred direction of the magnetic axis.

5. Coupling according to claim 1, characterized in that the pole ring consists of two magnetically separated from each other Rings with attached poles and a spacer ring, which is also a filler piece between the tightly fitting Poland is, there is, to which the rings are screwed on both sides.

Pd / gr - 12 697

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