DE3838545A1

DE3838545A1 - Magnetic coupling

Info

Publication number: DE3838545A1
Application number: DE3838545A
Authority: DE
Inventors: Helmut Klotz; Wolfgang Dipl Ing Bittenbinder; Manfred Dipl Ing Eckle; Hans-Joerg Dipl Ing Koehler
Original assignee: Klotz Spezialgeraete GmbH
Current assignee: Klotz Spezialgeraete GmbH
Priority date: 1988-11-14
Filing date: 1988-11-14
Publication date: 1990-05-17

Abstract

In arrangements having a magnetic coupling (10) next to a measuring shaft (8), influencing of the values detected on the measuring shaft (8) in an electric way by the magnetic coupling (10) may be avoided in a simple way by assigning to the magnetic coupling (10) a protective device (13), generating a magnetic field and having at least one coil (15, 15a) surrounding the magnetic coupling (10). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Magnetkupplung, vorzugsweise für einen Prüfstand mit antreibbarem Prüfling, insbeson dere einen Getriebeprüfstand, der einen mit einem Motor zusammenwirkenden, zu einer Aufnahmeeinrichtung für den Prüfling führenden Wellenstrang aufweist, der eine Meß welle und die dieser vorzugsweise benachbarte, vorzugs weise als elektromagnetische Kupplung ausgebildete Mag netkupplung aufweist.The invention relates to a magnetic coupling, preferably for a test bench with a drivable test object, in particular another a gearbox test bench, one with an engine cooperating, to a receiving device for the Test specimen leading shaft train, which has a measuring wave and the one preferably adjacent to it, preferred Mag trained as an electromagnetic clutch Has net coupling.

Bei einem Prüfstand oben umrissener Art werden an der Meßwelle den gewünschten Meßgrößen, wie Drehmoment, Dreh zahl etc. entsprechende, elektrische Signale erzeugt, die in geeigneter Weise weiter verarbeitet werden. Die Magnetkupplung dient dabei als vorzugsweise einstellbare Überlastkupplung. Bei einer derartigen Anordnung besteht die Gefahr, daß von der magnetischen Kupplung eine Mag netisierung des gesamten Wellenstrangs und eine Ver fälschung der im Bereich der Meßwelle erzeugten Meß signale ausgehen kann, da die Magnete der Magnetkupplung ein rotierendes Feld ergeben, durch das Ströme induziert werden können.In a test stand of the type outlined above, the Measuring shaft the desired parameters, such as torque, rotation number etc. generates corresponding electrical signals, which are processed in a suitable manner. The Magnetic coupling serves as preferably adjustable Overload clutch. With such an arrangement the danger that a mag from the magnetic coupling netization of the entire shaft line and a ver falsification of the measurement generated in the area of the measuring shaft signals can go out because the magnets of the magnetic coupling result in a rotating field through which currents are induced can be.

Hiervon ausgehend ist es daher die Aufgabe der vorliegen den Erfindung, eine Anordnung eingangs erwähnter Art mit einfachen und kostengünstigen Mitteln so zu verbessern, daß von der Magnetkupplung keine Störung benachbarter elektrischer Meßeinrichtungen ausgeht.Based on this, it is therefore the task of the present the invention, an arrangement of the type mentioned to improve simple and inexpensive means so that there is no interference from the magnetic coupling electrical measuring devices.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Magnetkupplung eine ein Magnetfeld erzeugende Schutz einrichtung zugeordnet ist.This object is achieved in that the magnetic coupling a protection generating a magnetic field facility is assigned.

Das hiermit erzeugbare Magnetfeld bildet praktisch ein Gegenfeld zu dem von den Kupplungsmagneten herrührenden Feld. Dieses läßt sich durch das Gegenfeld soweit stören bzw. kompensieren, daß bei einem Prüfstand oben umrisse ner Art eine Magnetisierung des Wellenstrangs bzw. eine Verfälschung der Meßsignale der Meßwelle unterbleiben. Der Meßwelle kann daher ohne weiteres eine elektromagne tische Überlastkupplung benachbart sein, was zur Er zielung einer einfachen Bauweise und aus Sicherheits gründen vielfach erwünscht ist.The magnetic field that can be generated in this way is practically imaginary Opposing field to that originating from the clutch magnets Field. This can be disturbed by the opposite field or compensate that the outline of a test bench ner kind a magnetization of the shaft line or a Falsification of the measuring signals of the measuring shaft is avoided. The measuring shaft can therefore easily be an electromagnetic table overload clutch be adjacent, leading to Er aim of a simple construction and for security is often desired.

Vorteilhaft kann die Schutzeinrichtung wenigstens eine die Magnetkupplung von außen umfassende, stationär ange ordnete Spule aufweisen, die an eine Stromquelle an schließbar ist. Eine derartige Schutzeinrichtung läßt sich in vorteilhafter Weise auch nachträglich anbringen, so daß auch eine Nachrüstung schon bestehender Anord nungen ohne weiteres möglich ist. Eine ganz besonders einfache Ausführung läßt sich dabei dadurch erreichen, daß die Spule einfach auf das Kupplungsgehäuse aufge wickelt ist.The protective device can advantageously be at least one the magnetic coupling from the outside, stationary have arranged coil that to a power source is closable. Such a protective device leaves can also be retrofitted in an advantageous manner, so that a retrofit already existing arrangement is easily possible. A very special one simple execution can be achieved by that the coil is simply placed on the clutch housing is wrapped.

Eine weitere zweckmäßige Maßnahme kann darin bestehen, daß die Kupplung mit einem umlaufenden Ring aus elek trisch leitendem Material versehen ist, dem eine Spule zugeordnet ist. Hierbei ergibt sich, wie Versuche ge zeigt haben eine besonders hohe Effektivität der Schutz einrichtung.Another useful measure can be that the coupling with a circumferential ring made of elek trically conductive material is provided, which a coil assigned. This shows how attempts ge shows have a particularly high effectiveness of protection Facility.

Weitere zweckmäßige Fortbildungen und vorteilhafte Aus gestaltungen der übergeordneten Maßnahmen sind in den restlichen Unteransprüchen angegeben.Further useful training and advantageous training The design of the overarching measures can be found in the remaining subclaims specified.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur der Zeichnung enthält eine schematische Darstellung ei nes erfindungsgemäßen Getriebeprüfstands.The following is an embodiment of the invention explained in more detail with reference to the drawing. The only figure the drawing contains a schematic representation of egg Nes transmission test bench according to the invention.

Der der Zeichnung zugrundeliegende Prüfstand enthält ei nen Motor 1, der über eine Kettenvorgelege 2 mit einem Wellenstrang 3 verbunden ist. Dieser führt zu einer Auf nahmeeinrichtung 4 für einen Prüfling 5, hier in Form eines KFZ-Getriebes. Dieses wird mittels einer Kardan welle 6 angetrieben, die mit einer hier nicht näher dar gestellten Antriebseinrichtung zusammenwirkt. Die Lei stung des dargestellten Motors 1 wirkt hierbei praktisch nur als der Antriebsleistung entgegenwirkende Leistung, die entsprechend einem vorgegebenen Programm steuerbar sein kann, wie durch einen Eingangspfeil 7 im Bereich des Motors 1 angedeutet ist.The test bench on which the drawing is based contains a motor 1 which is connected to a shaft train 3 via a chain drive 2 . This leads to a receiving device 4 for a test specimen 5 , here in the form of a motor vehicle transmission. This is driven by means of a cardan shaft 6 , which interacts with a drive device not shown here. The performance of the motor 1 shown here acts practically only as the power counteracting the drive power, which can be controllable according to a predetermined program, as indicated by an input arrow 7 in the area of the motor 1 .

Im Wellenstrang 3 ist eine Meßwelle 8 angeordnet. Hier bei handelt es sich um ein an sich bekanntes Bauteil, durch welches Betriebskennwerte, wie die Drehzahl, das Drehmoment, etc. aufgenommen werden und in Form elektri scher Werte analog darstellbar sind. Diese elektrischen Ausgangswerte, die durch einen Signalpfeil 9 angedeutet sind, werden in der gewünschten Weise weiterverarbeitet, beispielsweise angezeigt und/oder ausgedruckt und/oder als Ist-Werte für die Steuerung des Motors 1 verwendet. Es kommt daher sehr darauf an, daß die Ausgangswerte der Meßwelle 8 so genau wie möglich sind.A measuring shaft 8 is arranged in the shaft train 3 . This is a component that is known per se, through which operating parameters, such as the speed, the torque, etc., are recorded and can be represented analogously in the form of electrical values. These electrical output values, which are indicated by a signal arrow 9 , are processed further in the desired manner, for example displayed and / or printed out and / or used as actual values for the control of the motor 1 . It is therefore very important that the output values of the measuring shaft 8 are as accurate as possible.

Zwischen der Meßwelle 8 und dem Vorgelege 2 ist eine Überlastkupplung 10 vorgesehen, die beim Erreichen eines vorgegebenen Grenzwerts den Wellenstrang 3 unterbricht. Die Überlastkupplung 10 ist als elektromagnetische Kupplung ausgebildet, deren Kupplungsteile durch Elek tromagnete aneinander anziehbar sind, die beispielsweise durch Schleifringe 11 mit Strom versorgbar sind. Der je weils geltende Grenzwert kann dabei mittels eines Poten tiometers 12 einstellbar sein.An overload clutch 10 is provided between the measuring shaft 8 and the countershaft 2 , which interrupts the shaft train 3 when a predetermined limit value is reached. The overload clutch 10 is designed as an electromagnetic clutch, the coupling parts of which can be attracted to one another by electromagnets, which can be supplied with current for example by slip rings 11 . The applicable limit value can be adjustable by means of a potentiometer 12 .

Die innerhalb der Kupplung vorgesehenen, die beiden Kupplungshälften aneinander anziehenden Elektromagnete erzeugen ein Magnetfeld, welches beim Betrieb des Prüf stands infolge der Rotation des Wellenstrangs 3 rotiert und dabei Ströme induziert. Um eine Magnetisierung des Wellenstrangs 3 und eine Störung der im Bereich der Meß welle 8 aufgenommenen Meßsignale durch diese induzierten Ströme zu verhindern, ist die die Überlastkupplung 10 bildende elektromagnetische Kupplung von einer äußeren Schutzeinrichtung 13 umfaßt, mittels der ein Gegenfeld zu dem von den bei 14 angedeuteten Kupplungsmagneten er zeugt werden kann. Dabei ergibt sich eine so weit gehen de, gegenseitige Störung bzw. Kompensation der jeweili gen Magnetfelder, daß eine Magnetisierung des Wellen strangs 3 bzw. Beeinflussung der von der Meßwelle 8 er zeugten Meßsignale unterbleiben.The electromagnets provided within the coupling, which attract the two coupling halves to one another, generate a magnetic field which rotates during operation of the test stand as a result of the rotation of the shaft train 3 and thereby induces currents. In order to prevent magnetization of the shaft train 3 and a disturbance of the measurement signals recorded in the area of the measurement shaft 8 by these induced currents, the electromagnetic clutch forming the overload clutch 10 is encompassed by an external protective device 13 , by means of which an opposing field to that of those at 14 indicated clutch magnet he can be produced. This results in a so far de, mutual interference or compensation of the respective magnetic fields that magnetization of the shaft strand 3 or influencing the measurement signals generated by the measuring shaft 8 , it does not occur.

Die Schutzeinrichtung 13 enthält im dargestellten Aus führungsbeispiel eine die die Überlastkupplung 10 bil dende elektromagnetische Kupplung umfassende, stationär angeordnete Spule 15, die an eine Stromquelle 16 an schließbar ist. Hierbei kann es sich um eine Gleich stromquelle handeln, die eine Spannung von 12 V und eine Stromstärke von 40 A erzeugt. Mit diesen Werten haben sich bei Versuchen gute Ergebnisse erzielen lassen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist in der die Schutz einrichtung 13 und Stromquelle 16 enthaltenden Schleife eine Pulsationseinrichtung 17 vorgesehen, mittels der der Stromfluß intervallartig unterbrochen bzw. umgesteu ert werden kann, was in manchen Fällen erwünscht ist.The protective device 13 in the exemplary embodiment shown includes a stationary coupling coil 15 which forms the overload clutch 10 forming the electromagnetic clutch, which can be connected to a power source 16 . This can be a direct current source that generates a voltage of 12 V and a current of 40 A. With these values, good results have been achieved in experiments. In the illustrated embodiment, a pulsation device 17 is provided in the loop containing the protection device 13 and current source 16 , by means of which the current flow can be interrupted or changed at intervals, which is desirable in some cases.

Die Spule 15 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel in einem die Kupplung 10 konzentrisch umfassenden Ring 18 aufgenommen, der an einem Tragrahmen des Prüfstands be festigt sein kann. Es wäre aber auch denkbar, eine di rekt auf das Kupplungsgehäuse aufgewickelte Spule vorzu sehen, wie bei 15 a angedeutet ist. Selbstverständlich kann die Schutzeinrichtungen auch mehrere Spulen enthal ten, wobei eine direkt auf das Kupplungsgehäuse aufge wickelt sein kann, wie bei 15 a angedeutet ist, und die weitere beispielsweise in einem stationär angeordneten Ring gehalten sein kann, wie bei 15 angedeutet ist.The coil 15 is accommodated in the illustrated embodiment in a concentrically encompassing the ring 10 ring 18 , which can be fastened to a supporting frame of the test bench. But it would also be conceivable to provide a coil wound directly on the clutch housing, as indicated at 15 a . Of course, the protective devices can also contain several coils, one of which can be wound directly onto the clutch housing, as indicated at 15 a , and the further can be held, for example, in a stationary ring, as indicated at 15 .

Eine Kupplungshälfte ist im dargestellten Ausführungs beispiel mit einem angesetzten, aus Kupfer bestehenden Flansch 19 versehen, der von den Spulen der Schutzein richtung 13 umfaßt bzw. flankiert ist, was eine hohe Effektivität der Schutzeinrichtung ergibt. Im darge stellten Ausführungsbeispiel soll der Flansch 19 als In krementalscheibe ausgebildet sein, die eine Geschwin digkeitskontrolle zur Bewerkstelligung einer Überlast sicherung ermöglicht.A coupling half is provided in the illustrated embodiment, for example, with an attached flange 19 made of copper, which is surrounded or flanked by the coils of the protective device 13 , which results in a high effectiveness of the protective device. In the exemplary embodiment presented, the flange 19 is to be designed as an incremental disk which enables speed control to accomplish an overload.

Wie Versuche gezeigt haben, können besonders gute Ergeb nisse dann erreicht werden, wenn die Magnete der Magnet kupplung 10 und der Schutzeinrichtung 13 etwa leistungs gleich sind.As tests have shown, particularly good results can be achieved when the magnets of the magnetic coupling 10 and the protective device 13 are approximately the same power.

Claims

1. Magnetic coupling, preferably for a test stand with a drivable test specimen, in particular a gear test stand, which cooperate with a motor and has a shaft line leading to a receiving device for the test specimen, which has a measuring shaft and the magnet preferably adjacent to it, preferably in the form of an electromagnetic clutch Coupling, characterized in that the magnetic coupling ( 10 ) is assigned a protective device ( 13 ) generating a magnetic field.

2. Magnetic coupling according to claim 1, characterized in that the protective device ( 13 ) has at least one of the magnetic coupling ( 10 ) from the outside, sta tionarily arranged coil ( 15 or 15 a ) which can be connected to a power source ( 16 ) .

3. Magnetic coupling according to claim 2, characterized in that at least one coil ( 15 a ) is wound on the housing of the magnetic coupling ( 10 ).

4. Magnetic coupling according to claim 2, characterized in that at least one coil ( 15 ) is arranged in a magnetic coupling ( 10 ) comprising an annular housing ( 18 ).

5. Magnetic coupling according to one of the preceding claims, characterized in that the coil or spools ( 15 , 15 a ) of the protective device ( 13 ) can be connected to a direct current source ( 16 ) of preferably 12 V and 40 A.

6. Magnetic coupling according to one of the preceding Ansprü surface, characterized in that the coil or the coils ( 15 , 15 a ) of the protective device ( 13 ) a Pul sationseinrichtung ( 17 ) is arranged upstream.

7. Magnetic coupling according to one of the preceding claims, characterized in that the coil or spools ( 15 , 15 a ) of the protective device is approximately the same power as the coils of the magnetic coupling ( 10 ).

8. magnetic coupling according to one of the preceding Ansprü surface, characterized by a circumferential ring ( 19 ), preferably made of electrically conductive material, the at least one coil ( 15 or 15 a ) of the protective device ( 13 ) is assigned.