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Die
Erfindung bezieht sich auf die Struktur einer magnetischen Einrichtung
zur rotierenden Verbindung zweier Stücke, eines davon ein Antriebs- und
ein Aufnahmestück.
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Die
Erfindung bezieht sich insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, auf
eine Struktur für
eine magnetische Einrichtung in ihrer Anwendung bei der Zusammensetzung
eines Drehmomentbegrenzers.
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Magnetische
Einrichtungen zur rotierenden Verbindung sind Einrichtungen, die
die Verbindung zweier Stücke
in Rotation ohne physischen Kontakt erlauben.
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Es
existieren zahlreiche Einrichtungen dieser Art.
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Die
bekannten magnetischen Übertragungen
können
in drei große
Kategorien eingeteilt werden:
- – synchrone Übertragung;
- – schaltunempfindliche Übertragung;
- – Übertragung
durch Foucault-Strom.
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Bei
der synchronen Übertragung
sind Einrichtungen mit externem Rotor bekannt, die einen Flussgenerator
mit radialer Induktion führen.
Diese Einrichtungen sind mit Außertrittfallen
versehen, die es erlauben, zum Beispiel eine Überbelastung des geführten Organs
zu vermeiden.
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Bei
der schaltunempfindlichen Übertragung treibt
der einen Flussgenerator führende
Rotor einen Ring aus hartem Dreheisen an, der den geführten Rotor
bildet. Diese Einrichtungen erlauben eine synchrone Übertragung
solange das Gegenmoment unterhalb einer gewissen Grenze liegt, doch
verschwindet das Moment nicht mit der Außertrittfalle, sondern ist
konstant und unabhängig
von der Geschwindigkeit, und das Gerät springt bei der Geschwindigkeit des
Synchronismus allein an, sobald das Gegenmoment verringert wird.
Diese Einrichtungen werden üblicherweise
in Form eines festen Induktionssystems (Stator) und eines schaltunempfindlichen
Ringes (Rotor) als Bremsen benutzt, die ein von der Geschwindigkeit
praktisch unabhängiges
Gegenmoment produzieren.
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Bei
der Übertragung
durch Foucault-Strom weist die Verschiebung einer Metallplatte in
einem festen Magnetfeld mit einer normalen Komponente dieser Platte
ein umso größeres Bremsmoment
auf, als diese Geschwindigkeit erhöht ist (Rutschen). Diese Einrichtungen
werden üblicherweise
zum Bremsen und zur Abfederung der Schwingungen und der Drehungen
eingesetzt (zum Beispiel Wattstundenzähler, Tachometer).
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Die
Druckschrift FR-A-2.391.393 beschreibt eine Misch-Einrichtung, umfassend
eine klassische synchrone Kupplung und eine Übertragung per Foucault-Strom.
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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Verbindung des synchronen
Typs mit Drehmomentbegrenzer bildendenden Außertrittfalle, in der die Foucault-Ströme begrenzte
oder sogar annullierte Wirkungen haben.
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Ein
von der Erfindung angestrebtes Ergebnis ist der Erhalt einer Einrichtung
des vorgenannten Typs, die bei verringertem Platzverbrauch in Längsrichtung
und im Durchmesser gleichzeitig einerseits einem Aufnahmestück eine
Rotationsbewegung erlaubt, und zwar bis zu einem erhöhten, präzise bestimmten
Moment, und andererseits oberhalb dieses Moments das Stück freisetzt,
ohne ihm eine nennenswerte sich aus der Trägheit eines ihrer sie bildenden
Elemente ergebenden Drehbewegung aufzuzwingen.
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Zu
diesem Zweck ist Gegenstand der Erfindung eine magnetische Einrichtungsstruktur
zur rotierenden Verbindung, wobei diese Einrichtung umfasst:
- – ein
erstes Stück,
das eine röhrenförmige zylindrische
Umdrehungswand aufweist, die
- – in
der von der Innenfläche
besagter röhrenförmiger Wand
definierten Aussparung axial eine Welle trägt, die ein Führungsmittel
in Rotation und unbeweglich in Translation für ein Stück stützt, das eine röhrenförmige Wand
umfasst, die in der Aussparung und um besagtes Führungsmittel in Rotation und
unbeweglich in Translation eingreift und
- – einen
Ring aus Material mit magnetischen Eigenschaften abdeckt, der eine
zylindrische Fläche um
die und in einer bestimmten Distanz zu der zentralen Welle aufweist.
- – ein
zweites Stück,
das eine röhrenförmige Wand hat
und das in das erste Stück
eingegriffene Stück bildet:
- – einen
Kranz aus Material mit magnetischen Eigenschaften trägt, der
eine zylindrische Fläche gegenüber der
des vom ersten Stück
getragenen Ringes trägt
und
- – eine
Auflagefläche
aufweist, die dazu bestimmt ist, mit dem Führungsmittel in Rotation und
unbeweglich in Translation zusammenzuwirken.
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Die
Erfindung wird bei der Lektüre
der nachstehenden beispielhaften Beschreibung ohne einschränkenden
Charakter unter Betrachtung der beigefügten Zeichnung, die die erfindungsgemäße Einrichtung
im Längsschnitt
darstellt, gut verständlich.
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Unter
Bezugnahme auf die Zeichnung sieht man eine magnetische Einrichtung 1 zur
rotierenden Verbindung zweier Stücke 2, 3,
davon ein Antriebs- und ein Aufnahmestück.
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Die
Einrichtung 1 setzt zwei Verbindungselemente 4, 5 um,
davon ein magnetisches Element 4 und ein magnetisch leitendes
Element 5.
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Diese
Elemente 4, 5 sind jedes einem der Antriebs- und
Aufnahmestück 2, 3 zugeordnet
und weisen einander gegenüberliegende
Drehflächen 4A, 5A auf.
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Die
Einrichtung 1 umfasst:
- – ein erstes
Stück 2,
das eine röhrenförmige zylindrische
Umdrehungswand 2A aufweist, die
- – in
der von der Innenfläche 2C besagter
röhrenförmiger Wand 2A definierten
Aussparung 2B axial eine Welle 2D trägt, die
ein Führungsmittel 2E in
Rotation und unbeweglich in Translation für ein Stück 3 stützt, das
eine röhrenförmige Wand 3A umfaßt, die
in der Aussparung 2B und um besagtes Führungsmittel 2E in
Rotation und unbeweglich in Translation eingreift und
- – einen
Ring 5 aus Material mit magnetischen Eigenschaften abdeckt,
der eine zylindrische Fläche 5A um
die und in einer bestimmten Distanz zu der zentralen Welle 2D aufweist.
- – ein
zweites Stück 3,
das eine röhrenförmige Wand 3A hat
und das in das erste Stück 2 eingegriffene
Stück 3 bildet:
- – einen
Kranz 4 aus Material mit magnetischen Eigenschaften trägt, der
eine zylindrische Fläche 4A gegenüber der
des vom ersten Stück 2 getragenen
Ringes trägt
und
- – eine
Auflagefläche 3B, 3C aufweist,
die dazu bestimmt ist, mit dem Führungsmittel 2E in
Rotation und unbeweglich in Translation zusammenzuwirken.
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Die
Konstruktion einer Einrichtung zur Verbindung gemäß dieser
Struktur erlaubt die Reduzierung der Trägheit der Einrichtung bei Beschränkung des
Platzverbrauchs in Längsrichtung
und des Durchmessers dieser Einrichtung.
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Auf
der Zeichnung stellt man nämlich
fest, dass die Längsabmessung
der Einrichtung praktisch auf die Länge des ersten Stücks beschränkt ist.
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Eines
der äußeren Enden
des ersten Stücks 2 wird
durch eine sogenannte querverlaufende Wand 2K geschlossen,
die sich einerseits in einer ungefähr orthogonalen Ebene zur Rotationsachse
R des ersten Stücks 2 erstreckt
und andererseits die zentrale Welle 2D trägt.
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In
einer Ausbildungsart ist der vom ersten Stück 2 getragene Ring 5 aus
Material mit magnetischen Eigenschaften ein Ring aus schaltunempfindlichem
Material.
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Das
schaltunempfindliche magnetische Material ist zum Beispiel ALNICO.
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In
dieser Ausbildungsart entwickeln sich für gewisse Geschwindigkeiten
im Verhältnis
zwischen dem magnetischen Element 4 und dem schaltunempfindlichen
Ring 5 Foucault-Ströme
im schaltunempfindlichen Ring 5 und rufen dabei einen Anstieg des
Moments hervor.
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Zur
Begrenzung dieses Anstiegs des Moments wird der schaltunempfindliche
Ring in bestimmten Ausbildungsarten in Abschnitte unterteilt, zum
Beispiel in drei oder vier Abschnitte.
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Durch
diese Maßnahme
können
die Auswirkungen der Foucault-Ströme reduziert oder sogar unterdrückt werden.
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In
bestimmten Ausbildungsarten wird der vom zweiten Stück 3 getragene
Kranz 4 aus Material mit magnetischen Eigenschaften aus
einem Kranz aus Magneten gebildet, zum Beispiel auf Basis von seltenen
Erden, insbesondere Kobalt-Samarium, Eisenbor-Neodym.
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Das
erste Stück 2 ist
aus nicht magnetischem Material, wie zum Beispiel einer Aluminiumlegierung.
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Die
zentrale Welle 2D, die mit dem ersten Stück 2 verbunden
ist, stützt
das zweite Stück 3 mittels
des Führungsmittels 2E in
Rotation und unbeweglich in Verschiebung, besteht aus einem Stück 2D,
das, verschieden vom ersten Stück 2,
sowohl in Verschiebung als auch in Rotation zum ersten Stück 2 in
einem Ausschnitt 2L zusammengesetzt und fest verankert
ist, die in der querverlaufenden Wand 2K realisiert ist.
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Die
Einhaltung dieser technischen Merkmale erlaubt die Verwendung eines
magnetisch leitenden Materials, und genauer gesagt von Stahl, zur
Konstruktion der zentralen Welle 2D, die das Führungsmittel
in Rotation und unbeweglich in Rotation 2E trägt.
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Die
mögliche
Verwendung eines Stahls, das heißt eines magnetisch resistenten
Materials, zur Konstruktion der zentralen Welle 2D fördert die
Reduzierung des querverlaufenden Abschnitts der Einrichtung.
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Die
Verwendung von Stahl für
die Konstruktion der zentralen Welle 2D erlaubt die Realisierung
einer Einrichtung erhöhter
Resistenz und Kompaktheit, ohne den für den Betrieb der Einrichtung
notwendigen magnetischen Luftspalt in Frage zu stellen.
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In
einer Ausbildungsart umfasst das Führungsmittel 2E in
Rotation und unbeweglich in Verschiebung ein Lager 2E,
dessen Innenring 2F mit den Auflageflächen 2G, 2H,
A1 zusammenwirkt, die fest mit der zentralen Welle 2D verbunden,
angeordnet sind, um die Zentrierung und Immobilisierung in Verschiebung
dieses Innenringes 2F zu gewährleisten, während der
Außenring 2I mit
den Auflageflächen 3B, 3C,
A2 zusam menwirkt, die, fest mit dem zweiten Stück 3 verbunden, angeordnet
sind, um die Zentrierung und Immobilisierung in Verschiebung dieses
Außenringes 2I zu
gewährleisten.
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Die
vorgenannte Zentrierung und Immobilisierung werden im Verhältnis zur
Rotationsachse H der Einrichtung definiert.
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In
der dargestellten Ausbildungsart wird das Führungsmittel 2E in
Rotation und unbeweglich in Verschiebung durch ein Kugellager des
Typs mit zwei Kugelreihen gebildet.
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Neben
den Auflageflächen 2G, 2H,
A1 zur Stützung
der Führungsmittel 2E weist
die zentrale Welle 2D zwei Auflageflächen 2N, 2M auf,
davon einerseits eine Zentrierungsfläche 2M in der Aussparung 2L der
querverlaufenden Wand 2K des ersten Stücks 2 und andererseits
eine Fläche 2N zur
Stützung
gegen eine zur Aussparung 2B dieser Wand 2K außen gelegenen
Fläche 2P.
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Die
querverlaufende Wand 2K weist, angeordnet in einer zur
Aussparung 2B innen gelegenen Fläche 2R wenigstens
eine Aushöhlung 2S auf,
die für
die Aufnahme und die Stützung
des Kopfes sowie den Durchgang des Körpers eines Verbindungselements 2T angepasst
ist, das in einem Teil des dritten Stücks 2D verankert ist,
das sich gegen das äußere 2N der
Flächen 2R, 2N der
zur Aussparung 2B querverlaufenden Wand 2K stützt.
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Diese
Konstruktionstechnik erlaubt es, dass die Verankerungselemente 2T wie
zum Beispiel Schrauben in einem mechanisch sehr resistenten Stück, das
die zentrale Welle 2D bildet, eine Verankerung finden.
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Im übrigen ist
die Abnahme der Verankerungselemente 2T von der Außenseite
der Einrichtung unmöglich.
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Zur
Gewährleistung
der Immobilisierung in Translation des Führungsmittels 2E in
Rotation, weist die zentrale Welle 2D zwei Auflageflächen 2H,
A1 auf, die derart einander gegenüberliegen, dass sie das Festklemmen
besagten Führungsmittels 2E in Rotation
erlauben, wobei vorgenannte Auflageflächen:
- – eine 2H feste,
zum äußeren Ende
der zentralen Welle 2D gelegene Fläche ist, die der querverlaufenden
Wand 2K des ersten Stücks 2 zugeordnet ist
und
- – die
andere A1, abnehmbare, die an dem der zentralen Welle 2D gegenüberliegenden äußeren Ende
gelegen ist und in dieser Position durch ein abnehmbares Element 6 gehalten
wird,
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Das
zweite Stück 3 ist
mit einer sogenannten querverlaufenden Wand 3K ausgestattet,
die
- – eine
sogenannte Innenfläche 3L aufweist,
die gegenüber
dem abnehmbaren Element 6 liegt, aufweist
- – eine
sogenannte Außenfläche 3M gegenüber aufweist,
die eine Auflagefläche 3N zur
Verbindung in Rotation mit einem zur Einrichtung externen Rotationselement
aufweist,
- – einen
Ausschnitt 3P aufweist, der sich zwischen den zwei gegenüberliegenden
Flächen 3L, 3M erstreckt
und einen ausreichenden Abschnitt zur Betätigung des abnehmbaren Elements 6 aufweist.
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Die
abnehmbare Auflagefläche
A1 wird vorteilhaft durch eine der Flächen einer Scheibe gebildet.
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Die
Auflagefläche 3M zur
Verbindung in Rotation erlaubt den Antrieb eines rotierenden Aufnahmeelements,
wenn das erste Stück
eine Motorbewegung empfängt
und die magnetische Verbindung zwischen vorgenanntem ersten Stück und dem
zweiten Stück
das Gegenmoment überträgt, das
durch das in das zweite Stück
eingreifende äußere Element
gegenläufig
ist.
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Das
erste Stück
trägt ebenfalls
ein Mittel M zur Verbindung in Rotation mit einem zur Einrichtung externen
Rotationselement.
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In
einer Ausbildungsart trägt
das erste Stück durch
eine zylindrische Fläche
an der Außenseite seiner
röhrenförmigen Wand
ein außerhalb
der Einrichtung gelegenes Mittel 7 zur Verbindung in Rotation.
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Das
Mittel 7 zur Verbindung umfasst zum Beispiel eine Vielzahl
Klammern 7A, die Lager 7B zur elastischen Verbindung
mit einer Platte 7C tragen, das einem Antriebsmittel 8 in
Rotation um eine deutlich koaxiale Rotationsachse R des ersten Stücks zugeordnet
ist.
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Zur
Gewährleistung
der Immobilisierung in Translation des Führungsmittels 2E in
Rotation weist das zweite Stück 3 zwei
Auflageflächen 3B,
A2 auf, die derart gegenläufig
sind, dass sie das Festklemmen besagten Führungsmittels 2E in
Rotation erlauben, wobei besagte Auflageflächen:
- – eine A2,
abnehmbare, die sich auf der Höhe
eines äußeren Endes
des zweiten Stücks 3 befindet,
die neben der querverlaufenden Wand K des ersten Stücks 2 liegt
und
- – die
andere 3B, feste, durch eine Fläche 3B gebildet wird,
die in Längsrichtung
eine Auflagefläche 3C zur
Zentrierung der Führungsmittel 2E in Rotation
im Innern des zweiten Stücks
abgrenzt.
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Die
abnehmbare Auflagefläche
wird zum Beispiel durch einen elastischen Ring gebildet.
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Der
Zwischenraum, der in der äußeren querverlaufenden
Ebene des ersten Stücks 2 verbleibt, das
gegenläufig
zu dem ist, in dem sich die querverlaufende Wand 2K erstreckt,
wird durch ein Dichtungsmittel 9 geschlossen, das von dem
zweiten Stück 3 durchquert
wird.
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In
einigen (nicht dargestellten) Ausbildungsarten ist die Einrichtung
zur Verbindung 1 einstellbar mittels:
- – Hinzufügen oder
Entfernen von Magnetmodulen und/oder von schaltunempfindlichem Material
im Kranz 4 und im Ring 5,
- – einer
Abänderung
der Länge
der Abdeckungen der Magnete.