DE1942534C3

DE1942534C3 - Vorrichtung zum Aufrollen und Abrollen von Zuführungsleitungen für bewegte Maschinen

Info

Publication number: DE1942534C3
Application number: DE19691942534
Authority: DE
Inventors: Michel Belley Ain Berard (Frankreich)
Original assignee: DU FILAGE DES METAUX ET DES JOINTS CURTY CEFILAC PARIS Cie
Current assignee: DU FILAGE DES METAUX ET DES JOINTS CURTY CEFILAC PARIS Cie
Priority date: 1968-08-23
Filing date: 1969-08-21
Publication date: 1980-12-11
Also published as: DE1942534A1; GB1258648A; BE737017A; ES172944U; ES172944Y; DE1942534B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Vor, ditung zum Aufrollen und Abrollen von Zuführungsleitungen für bewegte Maschinen, mit einem Antriebsmotor, einer magnetischen Kupplung mit mehreren berührungslos miteinander gekoppelten Elementen, von denen eines mehrere Magnetpole aufweist, und mit einer von dem Antriebsmotor über die magnetische Kupplung angetriebenen Wickeltrommel.

Die dauernde Verbindung zwischen einer bewegten Maschine, beispielsweise einem fahrbaren Baukran od. dgl. und einer elektrischen Versorgungsquelle erfordert die Verwendung einer Aufrollvorrichtung, die in jeder Stellung der Maschine die benötigte Kabellänge freigibt und das Kabel unter einer gewissen mechanischen Spannung hält.

Es ist eine Aufwickelvorrichtung für das Kabel eines Rasenmähers bekannt (US-PS 2474566), bei der an der Aufwickeltrommel Elektromagnete angebracht sind. Im Feldbereich der Elektromagnete befindet sich eine Aluminiumscheibe, die mit der Motorwelle gekoppelt ist und mit dieser rotiert. Durch die ans der Aluminiumscheibe und den Elektromagneten bestehende Kupplung wird die Aufwickeltrommel mit einem begrenzten Drehmoment angetrieben. Sie hält dadurch das auf sie aufgewickelte Kabel unter einer Zugspannung. Die Elektromagnete benötigen allerdings eine Stromzuführung, die über Schleifer erfolgt. Diese unterliegen in besonderem Maße der Abnutzung. Sie müssen mit Gleichstrom versorgt werden, der eigens erzeugt werden muß. Das Kupplungs- oder Mitnahmemoment ist abhängig vom Schlupf und hat daher nicht die angestrebte Konstanz.

Ferner sind Hysteresekupplungen bekannt (DE-GM 1 884656), die aus einer Scheibe aus Dauermagnetwerkstoff und einem dieser Scheibe koaxial gegenüberstehenden Dauermagneten bestehen, der mit einer Reihe von Polpaaren auf die Scheibe einwirkt.

Von einem Antrieb für Skilifte ist es bekannt (US-PS 3315914), eine Kupplung zu verwenden, die aus zwei Scheiben besteht, in welche Permanentmagnete eingelassen sind. Im Normalfall ziehen sich die einander gegenüberliegenden Elektromagnete der beiden Platten gegenseitig an, so daß beide Platten rrU derselben Geschwindigkeit rotieren. Erst wenn das Seil festgehalten wird, löst eine Magnetkupplung aus und wirkt als Überlastkupplung. Ein Schlupf zwischen beiden Platten tritt also nur im Überlastfalle auf. Die Magnete in beiden Platten sind Permanentmagnete und eine Ummagnetisierung erfolgt nicht.

Andererseits ist auch die Verwendung ummagnetisierbarer hartmagnetischer Werkstoffe für Hysteresekupplungen bekannt (ETZ-A Bd. 87 (1966) H. 18, Seiten 665 bis 673).

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Aufwickelvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die unabhängig von der Größe des Schlupfes ein weitgehend konstantes Mitnahmemoment erzeugt.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Magnetkupplung mindestens zwei gleichartige parallel wirkende, an sich bekannte Hysteresekupplungen aufweist, bei denen jeweils das zweite Element aus einem ummagnetisierbaren ferromagnetischen Material besteht, das bei unterschiedlichen Drehgeschwindigkeiten der beiden Elemente dem multipolaren aiternierenden Magnetfeld des ersten Elementes ausgesetzt ist.

Die Anwendung einer Hysteresekupplung in Verbindung mit Aufrollvorrichtungen ist nicht vorbekannt. Überraschenderweise eignen sich Hysteresekupplungen besonders gut für Aufrollvorrichtungen. Dies liegt daran, daß das von ihnen übertragene Drehmoment weitgehend unabhängig vom Schlupf ist. Hysteresekupplungen haben weiterhin den Vorteil, daß sie keine Schleifringe od. dgl. benötigen. Allerdings haben Hysteresekupplungen, bei denen das Drehmoment mit Permanentmagneten übertragen wird, ein relativ geringes Mitnahmemoment, das zum Aufrollen bzw. Abrollen eines Kabels in der Regel nicht ausreicht. Daher werden nach der Erfindung mindestens zwei gleichartige parallel wirkende Hysteresekupplungen eingesetzt. Auf diese Weise kann das für Aufwickelvorrichtungen benötigte Drehmoment mit Hysteresekupplungen übertragen werden, die einzeln relativ geringe Abmessungen haben. Die Aufwickelvorrichtung enthält so einen kompakten Aufbau bei einfacher mechanischer Konstruktion.

Ein wichtiger Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß es möglich ist, einen beliebigen Motor einzusetzen, vorausgesetzt, daß dieser die erforderliche Mindestdrehzahl aufbringt. Beispielsweise können, elektrische hydraulische oder pneumatische Motore eingesetzt werden oder auch Verbrennungsmotore oder Turbinenmotore. Diese Freiheit bei der Wahl des Motors ermöglicht den Einsatz von Standardmotoren anstelle von SpezialmotQ-ren, die für jeden Einzelfall gesondert ausgesucht werden müßten.

Es gibt zwei verschiedene Typen von Hysteresekupplungen:

a) mit hartmagnetischem Material:

in diesem Fall wird das Moment sogar übertragen, wenn kein Schlupf vorhanden ist, und

b) aus weichmagnetischem Material:

in diesem Fall wird nur dann ein Moment übertragen, wenn ein Schlupf vorhanden ist.

Durch eine Erhöhung der Anzahl der Kupplungselemente an der Ausgangswelle des Motors bzw. an der Antriebswelle der Trommel kann das Übertra- ^r> gungsmoment beliebig erhöht werden.

Vorzugsweise besteht das zweite Element aus hartmagnetischem Material mit ausgeprägtem Hystereseverhalten.

Um eine Kühlung der Kupplung zu erreichen, sind u> vorzugsweise die motorseitigen Elemente der Hysteresekupplungen mit Ventilationsflügeln versehen.

Als magnetische Kupplung kann eine Magnetpulver-Kupplung verwendet werden. Bei diesem Kupplungstyp enthält der Raum zwischen den beiden ko- ü axialen Elementen ein Pulver aus ferromagnetischem Material. Ist kein Magnetfeld vorhanden, so ist die Kopplung zwischen den beiden Elementen nahezu gleich Null. Dagegen steigt die Kopplung an, wenn durch einen Magneten ein Magnetfeld erzeugt wird.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die einzige Figur der Zeichnung ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.

Ein Antriebsmotor 1 treibt mit seiner Ausgangswelle 2 zwei gleichartige erste Elemente 3 und 3' j> zweier Hysteresekupplungen an. Diese ersten Elemente sind mit Lüftungsflügeln versehen. Die beiden anderen Elemente 4 und 4' der Hysteresekupplungen sind starr mit der Eingangswelle eines reversicrbaren Reduziergetriebes 5 und über eine Halterung 6 un- jo tereinander verbunden. Eine Ausgangswelle 7 des Reduziergetriebes 5 treibt eine Wickeltrommel 8, auf der sich ein Kabel 9 in mehreren übereinander angeordneten Lagen abspult oder aufwickelt. Die Hysteresekupplungen sind in einem dicht abgeschlosse- i> nen Raum angeordnet, der von einem Gehäuse 10 umgeben ist. Das Gehäuse 10 stützt sich einerseits am Motorgehäuse und andererseits am Getriebegehäuse ab.

Es ist erkennbar, daß es bei Stillstand der über dar Kabel 9 mit Strom versorgten Maschine möglich ist, den Antriebsmotor 1 mii normaler Geschwindigkeit weiterlaufen zu lassen, da die motorseitigen ersten Elemente 3,3' der Hysteresekupplungen auf den entsprechenden Antriebselementen gleiten können. Hierdurch wird das erforderliche konstante MomenL übertragen, so daß das Kabel 9 vom Antriebsmotor 1 mit der gewünschten Spannung aufgerollt wird.

Wenn sich die Maschine dem Befestigungspunkt des Kabels 9 nähert, treibt der Antriebsmotor 1 die Wickeltrommel 8, um das Kabel aufzurollen. Zwischen den motorseitigen Elementen 3, 3' und den getriebeseitigen Elementen 4,4' der Hysteresekupplungen entsteht ein Schlupf, der dem Aufwickelzustand des Kabels 9 entspricht. Das Überiragungsmoment bleibt jedoch unabhängig von dem Grad der Aufwicklung des Krbels 9 konstant.

Entfernt die Maschine sich von d.:>n Befestigungspunkt des Kabeis 9, so rollt dieses sich tufgrund der Bewegung von der Wickeltrommel 8 ab. Die getriebeseitigen Elemente 4, 4' drehen nun in einer Drehrichtung, die der vorherigen Drehrichtung und der Drehricbiung der zugehörigen motorseitigen Elemente 3. 3' entgegengesetzt ist. Das konstante übertragene Moment sorgt in diesem Zeitraum und bei dem darauffolgenden Stillstand für die erforderliche Bremsung.

Wenn die Größe des Ubertragungsmomentes verändeit werden soll, kann eine größere Anzahl von hysteresekupplungen einheitlicher Kapazität eingesetzt werden.

In vielen Fällen ist das auf- und abzuwickelnde Kabel eine elektrische Leitung, es kann sich jedoch auch beispielsweise um einen biegsamen Schlauch für die Zuführung eines gasförmigen oder flüssigen Strömungsmittels handeln.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Aufrollen und Abrollen von Zuführungsleitungen für bewegte Maschinen, mit einem Antriebsmotor, einer magnetischen Kupplung mit mehreren berührungslos miteinander gekoppelten Elementen, von denen eines mehrere Magnetpole aufweist, und mit einer von dem Antriebsmotor über die magnetische Kupplung angetriebenen Wickeltrommel, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetkupplung (3, 4; 3', 4') mindestens zwei gleichartige parallel wirkende, an sich bekannte Hysteresekupplungen aufweist, bei denen jeweils das zweite Element (4,4') aus einem ummagnetisierbaren ferromagnetischen Material besteht, das bei unterschiedlichen Drehgeschwindigkeiten der beiden Elemente dem multipolaren alternierenden Magnetfeld des ersten Elementes (3, 3') ausgesetzt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Element (4, 4') aus hartmagnetischem Material mit ausgeprägtem Hystereseverhalten besteht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die motorseitigen Elemente (3,3') der Hysteresekupplungen mit Ventilationsflügeln versehen sind.

ίο