DE2053328A1 - - Google Patents

Description

"Magnetische Wirbelstromkupplung"

Die Erfindung "betrifft eine magnetische Wirbelstromkupplung mit koaxialer Anordnung von antreibendem und angetriebenem lotor, wobei der angetriebene Rotor mit einem Generator für ein magnetisches Feld fest verbunden ist, welches bei Drehung eines Rotors gegenüber dem anderen im Anker des antreibenden Rotors Wirbelströme erzeugt.

Bei derartigen Kupplungen wird der Generator für das magnetische B'eld im allgemeinen von einer einzigen ringförmigen Spule gebildet, welche eine homopolare Verkupplung bewirkt. Nun weiß man, tiaß fllr die Übertragung deo gleichen Flusses

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die Länge des magnetischen Kreises einer homopolaren Kupplung größer ist als die einer heteropolaren Kupplung. Daraus folgt, daß die Masse des in einer hemopolaren Kupplung erforderlichen magnetischen Kreises ebenfalls bedeutender ist als die, welche in einer heteropolaren Kupplung erforderlich ist.

Hauptziel der Erfindung ist es, die Masse des magnetischen Kreises zu verringern und dabei jedoch im wesentlichen die charakteristischen Eigenschaften einer homopolaren Verkopplung aufrecht zu erhalten.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird nach der Erfindung bei einer Wirbelstromkupplung der eingangs erwähnten Art vorgeschlagen, daß der vom angetriebenen Rotor getragene Generator für das magnetische Feld von einer Reihe einzelner, regelmäßig entlang eines Kreises um die Rotationsachse des angetriebenen Rotors verteilter magnetischer Elemente gebildet ist, wobei die Verbindungslinien zwischen den Magnetpolen jedes Elementes parallel zur Rotationsachse verlaufen und sämtliche gleichnamigen Pole jeweils auf der gleichen Seite gelegen sind.

Nach einer bevorzugten AusfUhrungsform sind dabei die magnetischen Elemente von Induktionsspulen gebildet, die so miteinander verbunden sind, daß sämtliche gleichnamigen Pole jeweils auf der gleichen Seite gelegen sind.

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Dank dieser Anordnung schließt eich der magnetische Kreis jeder Spule wieder auf dem Pfad über die Achse der Spule. Es ist ersichtlich, d*aß folglich die Länge des magnetischen Kreises einer derartigen Kupplung kleiner ist als die einer üblichen Kupplung, welche mit einer einzigen, ringförmigen Spule ausgestattet ist. Infolgedessen wird die Masse des notwendigen magnetischen Kreises verringert, während die charakteristischen Eigenschaften einer homopo- f laren Yerkopplung bewahrt bleiben. Darüberhinaus wird gleicherweise die Masse des zur Herstellung des Induktionskreises erforderlichen Kupfers in gleicher Weise geringer, was die Gestehungskosten der erfindungsgemäßen Kupplung herabsetzt.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. _Λ Hierbei zeigen:
Pig. 1 einen Axialschnitt durch eine erfindungsgemäße

Kupplung und
Fig. 2 einen Schnitt nach Linie H-II in Fig. 1.

Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Kupplung weist eine Welle 1 eines primären oder antreibenden Rotors und eine Welle 2 eines sekundären oder angetriebenen Rotors auf, die koaxial zueinander montiert sind.

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Die antreibende Welle 1 ist fest mit einem den Anker der Kupplung'bildenden Hohlzylinder 3 verbunden. Dieser Anker ist auf der Welle 1 mittels einer ringförmigen Tragplatte 4 befestigt, z.B. angeschweißt, welche Rippen 5 aufweist. Der Anker 3 ist andererseits an seinem Umfang mit Kühlflügeln 6 versehen, welche einem Leitblech 7 zugeordnet sind, das mittels der Schrauben 8 an den Rippen 5 der Tragplatte 4 befestigt ist.

An der angetriebenen Welle 2 ist eine zylindrische Buchse aus unmagnetischem Werkstoff angebracht, z.B. festgeschweißt, die drehbar auf der antreibenden Welle 1 über die beiden Wälzlager 10, 11 abgestützt ist. Die beiden Wellen und 2 sind gegen Verschiebung mittels eines Deckels 12 verbunden, der am Ende der Buchse 9 mit Hilfe von Schrauben 13 befestigt ist. Diese Schrauben 13 sind von außen durch eine in der Tragplatte 4 vorgesehene öffnung 14 zugänglich, welche normalerweise durch einen abnehmbaren Stopfen 15 geschlossen ist.

Auf der unmagnetischen Buchse 9 sind zwei Halbkränze 16 und 17 aus massivem oder lamelliertem Stahl befestigt, welche den magnetischen Induktionskreis der Kupplung bilden. Zwischen diesen beiden Halbkränzen 16 und 17 sind - beim dargestellten Ausführungsbeispiel öschs - magnetische Kerne angeordnet, von denen jeder eine Induktionsspule 19 aufweist, deren Achse jeweils parallel zur Rotationsachse der

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beiden Wellen 1 und 2 ist. Wie der Querschnitt der Pig. deutlich erkennen läßt, sind die einzelnen Spulen 19 regelmäßig und mit gleichem gegenseitigem Abstand sowie mit gleichem Abstand von der Rotationsachse angeordnet. Diese Spulen 19 bilden den Generator für das magnetische PeId der Kupplung und sind mit der angetriebenen Welle 2 auf die nachstehend beschriebene Weise fest verbunden.

Der Halbkranz 16 1st an der Buchse 9 festgelötet bzw. festgeschweißt und in seiner Lage auf der Buchse dank einer Schulter 20, gegen die er sich abstützt, mit großer Genauigkeit festgelegt. Der andere Halbkranz 17 ist an dem Halbkranz 16 einfach mittels Schrauben 21 befestigt, welche jeden der Kerne 13 durchsetzen, die so gleichzeitig die Wirkung von Abstandsstücken habe. Dank dieser Anordnung erhält man einen äußerst festen Aufbau, wobei gleichzeitig die magnetische Isolierung der beiden Halbkränze durch die Verwendung der unmagnetischen Buchse 9 erreicht wird.

Die beiden Halbkränze 16 und 17 sind andererseits in bekannter Weise mit Umfangszähnen 22 versehen, welche gegenüber dem Anker 3 angeordnet sind und dazu bestimmt sind, das magnetische von den Induktionsspulen 19 erzeugte PeId zu modulieren.

Die Zeiohnung läßt übrigens erken»«, daß die Schrauben

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nicht direkt dazu dienen, die von der Zentrifugalkraft auf die Kerne 18 ausgeübte Wirkung zu beseitigen. Die Kerne 18 werden tatsächlich von Schultern 23 gehalten, welche an den beiden Halbkränzen 16, 17 vorgesehen und mit Präzision derart angebracht sind, daß jedes Auftreten von Unwucht ausgeschaltet wird.

Die Stromversorgung der einzelnen Spulen 19 erfolgt in üblicher Weise mittels isolierter Verbindungen, die über einen weichen Draht 24 mit einem schematisch bei 25 angedeuteten Kollektor verbunden sind. Die Spulen 19 sind dabei miteinander derart verbunden, daß sämtliche gleichnamigen Magnetpole auf der gleichen Seite, beispielsweise sämtliche Südpole auf der Seite des Halbkranzes 16 und sämtliche Nordpole auf der Seite des Halbkranzes 17 gelegen sind ,um so eine homopolare Verkopplung zu verwirklichen.

Die erfindungsgemäße Kupplung wird durch eine ringförmige Dichtscheibe 26 vervollständigt, welche am Anker 3 mittels Schrauben 27 befestigt ist und mit einem um den Kollektor 25 angeordneten weichen Verbindungsglied 28 zusammenwirkt.

Die Wirkungsweise einer magnetischen Wirbelstromkupplung ist bekannt, weshalb sie hler nicht im einzelnen beschrieben werden soll. Bs sei nur daran erinnert, daß dann, wenn die antreibende Welle 1 in Drehung versetzt wird, das Magnetfeld der Spulen 19, welches durch die Zähne 22 moduliert

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wird, in dem Anker 3 Wirbelstrom^ erzeugt, welche zu einer Drehbewegung der angetriebenen Welle 2 führen. Die Wärme, welche im Anker 3 unter der Wirkung der erzeugten Wirbelströme entsteht, wird nach außen mittels der dem L eitblech 7 zugeordneten Kühlflügel 6 abgeleitet.

Es ist leicht einzusehen, daß aufgrund der Tatsache, daß der Generator für das magnetische PeId bei der erfindungs- I gemäßen Kupplung von einer Reihe von einzelnen Induktionsspulen 19 gebildet ist, die Länge des magnetischen Kreises geringer ist als die einer bekannten Kupplung, welche nur mit einer einzigen, ringförmigen Spule ausgerüstet ist. Dies ermöglicht es, die notwendige Masse des magnetischen Kreises beachtlich zu verringern, was im Übrigen deutlich aus den Figuren ersichtlich ist, und dabei trotzdem die charakteristischen Eigenschaften einer homopolaren Yerkopplung aufrecht zu erhalten. λ

Selbstverständlich könnte jede Spule 19 auch durch einen Dauermagneten ersetzt werden, ohne dadurch den allgemeinen Erfindungsgedanken zu verlassen.

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Claims (2)

1. Patentansprüche

   [i .^Magnetische Wirbelstromkupplung mit koaxialer Anordnung von antreibendem und angetriebenem Rotor, wobei der angetriebene Rotor mit einem Generator für ein magnetisches PeId fest verbunden ist, welches bei Drehung eines Rotors gegenüber dem anderen imlinker des antreibenden Rotors Wirbelstörme erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß der vom angetriebenen Rotor (2) getragene Generator für das magnetische PeId von einer Reihe einzelner, regelmäßig entlang eines Kreises um die Rotationsachse deB angetriebenen Rotors verteilter, magnetischer Elemente (19) gebildet ist, wobei die Verbindungslinien zwischen den Magnetpolen jedes Elementes parallel zur Rotationsachse verlaufen und sämtliche gleichnamigen Pole jeweils auf der gleichen Seite gelegen sind.
2. 2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetischen Slemente von Induktionsspulen (19) gebildet sind, die so miteinander verbunden sind, daß sämtliche gleichnamigen Pole jeweils auf der gleichen Seite gelegen sind.

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