DE3409048C2 - Magnetpulverkupplung - Google Patents

Abstract

Bei einer Magnetpulverkupplung begrenzen die beiden Kupplungsteile (1, 2) mit konzentrisch liegenden Arbeitsflächen (1.1, 2.1) einen Arbeitsspalt (3), welcher, um darin das Magnetpulver (4) in Axialrichtung besser zu halten, aufgrund einer Profilierung beider Arbeitsflächen mit ringförmigen Auskehlungen wenigstens im Bereich seiner beiden Ränder in Axialrichtung ein gewelltes Querschnittsprofil aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Magnetpulverkupplung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bekanntlich ist bei einer Magnetpulverkupplung, beispielsweise gemäß der DE-AS 10 35419, die Reibwirkung von ma,7netisierbarem Eisenpulver o. dgl. zur Übertragung von Drehmomenten in der Weise nutzbar, daß durch Verändern des Stromes durch die Erregerspule und folglich des magnetischen Erregerfeldes auch im Lauf ein Schlupf der Kupplung einstellbar ist. Infolgedessen ist ein bevorzugtes Anwendungsgebiet solcher Kupplungen der sogenannte schlupfgeregelte Radsatz (DE-PS 30 19 573). Hierbei hat die Magnetpulverkupplung die Funktion, beim Lauf des Radsatzes längs des Gleises im Falle eines Rollradienunterschiedes der Räder eine Differenzdrehzahl im Sinne einer Stabilisierung des Radsatzes zuzulassen, also den Längsschlupf der Räder zu vermindern. Zur Nutzung der einem Festradsatz eigenen guten Führungseigenschaften z. B. beim Lauf durch enge Gleisbogen ist dagegen der Schlupf in der Kupplung bloß zu beseitigen.

Naturgemäß besteht bei dieser Anwendung der Magnetpulverkupplung das Bestreben nach einer Optimierung hinsichtlich Gewicht und Volumen, weshalb der Gestaltung des Arbeitsspaltes für das Magnetpulver eine beträchtliche Rolle zukommt. Der Arbeitsspalt soll bei möglichst kleiner magnetischer Erregerfeldstärke eine möglichst große Scherkraft des Magnetpulvers sicherstellen. Zum anderen besteht aber auch das Problem, bei hohen Zentrifugalbeschleunigungen des Magnetpulvers, die bei den für den schlupfgeregelten Radsatz angestrebten Laufgeschwindigkeiten Werte um 10 000 m/s² erreichen können, ein seitliches Herauspressen des Magnetpulvers aus dem Arbeitsspalt zu verhindern. Dieses wiederum die Möglichkeiten der Spaltgestaltung einschränkende Problem ist bei einer durch die US-PS 28 32 449 bekannten Magnetpulverkupplung der eingangs genannten Art durch die ringförmigen Auskehlungen der Arbeitsflächen lediglich gelöst zu Lasten der magnetischen Wirkung des Arbeitsspaltes. Denn hier haben die Auskehlungen über die Spaltlänge verteilte Spaltaufweitungen zur Folge und damit Feldschwächungen gegenüber den verbleibenden Spaltstel

len geringeren Querschnitts.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine den beiden vorgenannten Forderungen gleichzeitig weitcstgehend nachkommende Magnetpulverkupplung der eingangs genannten Art aufzuzeigen.

Diese Aufgabe ist gemäß dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1 gelöst in der Erkenntnis, daß sich durch gezielte Feld-Inhomogenitäten die auf die Pulverpartikel wirkende Magnetkraft steigern läßt und daß in diesem Sinne die Spaltkonfiguration gemäß der Erfindung, nämlich mit einer wirksamen Spaltlänge größer als die Kupplungsbreite bei konstantem Querschnitt (über die Kupplungsbreite), hochwirksam ist, insbesondere bei einer Ausgestaltung gemäß den Unteransprüchen. Zu-

M gleich wirkt das Spaltquerschnittsprofil als ein Pulverbewegungen in Axialrichtung der Kupplung hinderndes Labyrinth. Das wird im nachfolgenden Ausführungsbeispiel der Erfindung weiter verdeutlicht, wobei die Zeichnung zeigt in

Fig. 1 einen axialen Querschnitt durch eine Hälfte einer Magnetpulverkupplung,

Fig.2 von einer Magnetpulverkupplung nur einen Abschnitt des Innen- und Außenteils mit einer alternativen Spaltkonfiguration zu derjenigen gemäß Fig. 1.

Die Magnetpulverkupplung gemäß Fig. 1 besteht im wesentlichen aus einem Innenteil 1, auf dessen hohlwellenförmiger Basis ein Außenteil 2 drehbar gelagert ist. Deren konzentrische Arbeitsflächen 1.1 und 2.1 bilden einen Arbeitsspalt 3, in dem sich Magnetpulver 4 befindet; dieses ist beispielsweise über eine nicht dargestellte verschraubbare Bohrung des Außenteils 2 eingefüllt. Das Magnetpulver 4 ist durch eine Erregerspule 5 derart magnetisierbar, daß eine kettenförmige Formierung der Magnetpulverpartikel zwischen den Arbeitsflächen 1.1,2.1, also dem Innen- und Außenteil 1 bzw. 2 entsteht bis zu deren Reibschlußverbindung (über das Magnetpulver 4) mit der Folge einer Drehmomentenübertragung. Dabei ist durch entsprechendes Steuern des über Schleifringe 6 zugeführten Errege-jf.romes ein Schlupf der Magnetpulverkupplung einstellbar und änderbar.

Da die der Erregerfeldstärke proportionale Scherkraft des das Innen- und Außenteil 1 bzw. 2 verbindenden Magnetpulvers durch Inhomogenitäten des Erregerfeldes steigerbar ist, sind die beiden Arbeitsflächen 1.1 und 2.1, mit Ausnahme des durch einen nichtmagnetischen Einsatz 7 im Außenteil 2 bewirkten Polteilungsbereichs, durch ringförmige Auskehlungen profiliert, wobei jedem vorspringenden Teil 3.1 der Auskehlungen der einen Arbeitsfläche 1.1 oder 2.1 ein rückspringendes Teil 3.2 der anderen Arbeitsfläche 2.1 bzw. 1.1 gegenübersteht. Aufgrund dieser Auskehlungen hat der Arbeitsspalt 3 in Axialrichtung ein gewelltes Querschnittsprofil, vorzugsweise sägeförmig gemäß F i g. 1 oder mäanderförmig gemäß F i g. 2. und erfüllt damit die Fordcrung nach einer möglichst großen Scherkraft des Magnetpulvers 4 bei möglichst kleiner magnetischer Erregerfeldstärke.

Zugleich verhindert diese Spaltkonfiguration bei der gewählten Passung zwischen dem Innen- und Außenteil 1 bzw. 2 mit geringstmöglichem Montagespiel das Ausweichen von Magnetpulver 4 aus dem Arbeitsspalt 3 in einem Maße, daß auf eine gesonderte Abdichtung der Spaltränder verzichtet werden kann. Das gilt insbesondere für das Spaltquerschnittsprofil gemäß Fig. I. Die Dichtungswirkung des Arbeitsspaltes 3 gegen einen Pulveraustritt läßt sich noch steigern, sofern das Außenteil 2 der Kupplung aus zwei Halbschalen besteht, also teilbar ist. Denn dann kann auch eine Konfiguration des

3 gewählt werden, bei der die vorsprin-3.1 der Auskehlungen der einen Arbeitsückspringenden Teile 3.2 der anderen Arl-veise (berührungsfrei) eingreifen, so daß
alt 3 in Axialrichtung eine noch ausgerrinthform aufweist bzw. auf das magnetpulver 4 eine noch größere Haltewirkung

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen io

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Claims (3)

Patentansprüche:

1. Magnetpulverkupplung, deren beide Kupplungsteile mit konzentrisch liegenden Arbeitsflächen einen Arbeitsspalt für ein durch eine Erregerspule magnetisierbares Pulver begrenzen, wobei beide Arbeitsflächen durch ringförmige Auskehlungen profiliert sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsspalt (3) wenigstens im Bereich seiner beiden Ränder in Axialrichtung ein gewelltes Querschnittsprofil aufweist derart, daß jedem vorspringenden Teil (3.1) der Auskehlungen der einen Arbeitsfläche (1.1 oder 2.1) ein rückspringendes Teil (3.2) der anderen Arbeitsfläche (2.1 bzw. 1.1) gegenübersteht.

2. Magnetpulverkupplung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein sägeförmiges Querschnittsprofil des Arbeitsspaltes (3).

3. Magr^stpulverkupplung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein mäanderförmiges Querschnittsprofil des Arbeitsspaltes (3).