DE8028527U1 - Dauermagnetisch erregte kupplung - Google Patents

Description

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Z Dauermagnetisch erregte Kupplung """-s y

Die Erfindung betrifft eine dauermagnetisch erregte Wirbelstrom-, Hysterese- oder Synchronkupplung.

Die bei einer Kupplung erzielbären Drehmomente sind abhängig

- von den verwendet en Dauermagnetwerkstoffen,

- von den Abmessungen und der Werkstoffqualität der durchfluteten Bauteile (bei Wirbelstromelementen: elektrische Leiter; bei Hysterese- und Synchronelementen: hartmagnetische Werkstoffe) und

- vom magnetischen Widerstand, der in starkem Maß vom Abstand zwischen dem mit Dauermagneten bestückten Teil und dem durchfluteten Bauteil abhängt.

Aus der Vielzahl der vorstehend aufgezeigten Abhängigkeiten wird deutlich, daß es problematisch ist, bei dauermagnetisch erregten Kupplungen engtolerierte Drehmomente reproduzierbar einzustellen. Allein bei der serienmäßigen Herstellung von hartmagnetischen Werkstoffen treten Schwankungen in der Magnetisierung von mehreren Prozent auf (nach DIN .+ 7 %). Daraus ergibt sich das Erfordernis, geeignete Dauermagnete in aufwendiger Weise durch Sortieren auszusuchen, deren Magnetisierung in der geforderten Engentoleranz liegt.

Neben diesen physikalischen Gegebenheiten treten Schwankungen in den Reibbeiwerten der Rollwiderstände der verwendeten Kugellager auf. Das erfordert eine Momenteneinstellung nach kompletter Montage der Kupplung. An den bisher üblicherweise eingesetzten Dauermagnetringen oder Platten ist aber eine mechanische Nachjustierung

nur dadurch möglich, daß der Abstand zwischen dem durchfluteten Teil und dem mit Dauermagneten bestückten Teil verändert wird, ein Weg, der sich in der Praxis bisher nicht bewährt hat, weil nach jeder Messung des Drehmoments eine Teildemontage vorgenommen werden muß.

Aus den vorstehenden Darlegungen ergibt sich als zu lösende Aufgabenstellung, eine dauermagnetisch erregte Kupplung zu schaffen, bei der das Nachjustieren zur Einstellung eines engtolerierten Drehmoments an der komplett montierten Kupplung in einfacher Weise vorgenommen werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgernäß bei einer Kupplung der eingangs genannten Gattung vorgeschlagen, daß an dem feststehenden oder drehenden Teil der Kupplung Dauermagnetsysteme, und zwar mindestens ein Teil derselben verdrehbar, eingesetzt sind. Die Erfindung besteht somit darin, anstelle der bislang fest montierten Dauermagnete nun Dauermagnetsysteme einzusetzen, die im eingebauten Zustand durch Verdrehen in dem dauermagnetisch erregten Bauteil der Kupplung eine Änderung der magnetischen Durchflutung bewirken. Es können alle eingesetzten Dauermagnete verdrehbar angeordnet sein, es kann jedoch auch ausreichen, nur einen Teil derselben verdrehbar einzusetzen. Dieses Dauermagnetsystem läßt sich aber auch als Bremse verwenden.

Für den Aufbau der Dauermagnetsysteme gibt es eine Reihe bekannter Möglichkeiten. Gemäß der Erfindung werden Dauermagnetsysteme bevorzugt, die aus zwei in eine zylindrische Hülse aus nicht-magnetisierbarem Werkstoff eingesetzten in etwa halbzylindersegmentförmigen Polschuhen aus ferromagnetischem Material bestehen, zwische deren gegenüberliegenden ebenen Flächen ein über seine geringste Dimension magnetisierter Dauermagnet derart eingesetzt ist, daß er die Polschuhe jeweils die entgegen-

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gesetzte Polarität (N, S) induziert. Dabei kann die Hülse vorteilhafterweise
topfförmig sein mit einem Schlitz für den Ansatz eines Schraubendrehers an
der Außenfläche des Bodens.

Die Justierung erfolgt an der komplett montierten Kupplung oder Bremse in
der Weise, daß das mit den Dauermagnetsystemen bestückte Bauteil der
Bremse oder Kupplung in einer Momentenmeßeinrichtung festgehalten und
das diesem gegenüber frei drehbar gelagerte durchflutete Bauteil mit einer
vorgegebenen Drehzahl angetrieben wird. Durch Verdrehen der Dauerin agnet-
f systeme mit Hilfe eines Schraubendrehers kann dann das gewünschte Bremsoder D rehmoment genau definiert eingestellt werden.

Die Vorteile der erfindungsgemäß vorgeschlagenen dauermagnetisch erregten p Bremse oder Kupplung sind |

- einfache Justierung auf das gewünschte Brems- bzw. Drehmoment an der |

komplett montierten Bremse oder Kupplung und Entfallen der Notwendig- |

keit einer Demontage oder Teildemontage des Systems zur Luf tspaltver- |

änderung, wie bisher notwendig war, |

- Einstellung des Drehmoments erst beim Abnehmer und damit Ausschalten I ν von Drehmomentveränderungen während der Lagerung und des Transports |

zum Kunden, |

- es können serienmäßige Bauteile eingesetzt werden, ohne daß Rücksicht | auf werkstoff- oder abmessungsbedingte Fertigungstoleranzen genommen jj werden muß; alle auftretenden, sich zum Teil gegenseitig aufhebenden, | zum Teil aber auch addierenden Fertigungstoleranzen, die Auswirkungen | auf das erzielbare Drehmoment haben, werden durch die Verdrehung der
Dauermagnetsysteme in ihrem eingebauten Zustand ausgeglichen.

Durch Verdrehen der Dauermagnetsysteme innerhalb des mit ihnen bestückten Bauteils der Bremse oder Kupplung innerhalb eines Bereichs von 0 - 90°
kann das Drehmoment im Bereich von. - 35 % verändert werden.

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Anhand der Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen

Figur 1 den magnetischen Teil einer dauermagnetisch erregte Kupplung im Längsschnitt und

Figur 2 in Ansicht,

Figur 3 ein Ausführungsbeispiel eines Dauermagnetsystems im Längsschnitt und

Figur 4 in Ansicht,

Figur 5 bis 8 in schematischer Darstellung verschiedener Einbaumöglichkeiten von Dauermagnetsystemen in eine Kupplung.

Bei den in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispielen handelt es sich um eine Wirbelstromkupplung.

Auf einer Nabe (l) ist das aus dem Eisenrückschluß (2) und der auf ihr befestigten Kupfer-Ringscheibe (3) bestehende durchflutete Teil fest montiert. Das mit den Dauermagnetsystemen (4) bestückte Bauteil (5) aus nicht-magnetisierbar em Werkstoff, z. B. Aluminium, ist über Kugellager (6) relativ zu dem durchfluteten Bauteil (2,3) drehbar gelagert. Die Dauermagnetsysteme (4) sind, wie sich am besten aus Figur 2 sehen läßt, in gleichen Abständen auf dem Umfang des Bauteils (5) in dieses eingesetzt. Mindestens ein Teil der Dauermagnetsysterne (4) sollte verdrehbar eingesetzt sein. Die Dauermagnetsysteme (4) werden in entsprechende Bohrungen in dem Bauteil (5) eingesetzt, und.zwar so, daß sie mit ihrer Polfläche der Kupfer-Ringscheibe (3) gegenüberliegen. Durch Aufsetzen eines Deckels (7) und Befestigen desselben an dem Bauteil (5) mittels Schrauben (8) können die eingesetzten Dauermagnetsysteme (4) gegen Herausrutschen gesichert sein.

Einen möglichen Aufbau für ein Dauermagnetsystem (4) zeigen die Figuren 3 und 4. Innerhalb einer topfförmigen Hülse (9) sind zwei in etwa halbzylindersegmentförmige Polschuhe (lO) aus ferromagnetischem Material, z.B. Weicheisen, eingesetzt, ggf. eingeklebt. Zwischen i 9 gegenüberliegenden

ebenen Flächen (11) ist der Dauermagnet (12) eingesetzt. Der Dauermagnet (12) ist über seine geringste Abmessung magnetisiert, so daß in dem einen Polschuh (10) die eine und in dem anderen Polschuh (10) die andere Polarität (N, S) induziert, wird.

An der Außenfläche des Bodens der Hülse (9) ist ein Schlitz (13), in den ein Schraubendreher zum Zwecke des Verdrehens des Dauermagnetsystems (4) eingesetzt werden kann. Der Deckel (7) ist dazu mit entsprechenden Öffnungen (14) versehen, um das Hindurchstecken des Schraubendrehers zu ermöglichen. Um bei sich im Einsatz befindlicher Kupplung des Dauermagnetsystems (4) nach erfolgter Einjustierung ein Verdrehen zu vermeiden, wird z.B. mittels Tellerfedern ein Druck auf die Außenflächen des Bodens der Hülse (9) ausgeübt.

Anstelle des in Figuren 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiels eines Dauermagnetsystems können auch andere bekannte Formen verwendet werden, z.B. ein axialmagnetisierter zylindrischer Dauermagnet, der unter Freilassung eines Zwischenraums in einen Topf aus ferromagnetischem Material eingesetzt und der Zwischenraum mit nichtmagnetisier barem Material ausgefüllt ist. Zur Drehmoment justierung kann das Magnetsystem bei dieser Bauform z. B. mit Gewinde versehen sein.

Die Teile (2) und (3) können alternativ zu dem in Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel auch aus hartmagnetischem Material hergestellt sein, so daß sich eine Hysteresekupplung oder -bremse ergibt.

Bei dem in Fig. 5 schematisch angedeuteten Anwendungsfall stehen sich wie in Fig. 1 das mit den Dauermagnetsystemen (4) bestückte Bauteil (5) und das durchflutete Bauteil (2, 3) axial gegenüber.

Fig. 6 zeigt eine Doppelanordnung, bei der die Dauermagnetsysteme (4) nach beiden Seiten auf ein durchflutetes Teil (2, 3) wirkt.

Fig. 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem das Dauermagnetsystem (4) am Umfang des Teils (5) eingesetzt, das topfförmig von dem durchfluteten Bauteil (2, 3) umfaßt wird.

Fig. 8 ist eine Alternative zu der Ausführung gemäß Fig. 7, in dem . die Dauermagnetsysteme (4) in dem das durchflutete Bauteil (2, 3)

topfförmig umfassenden Bauteil (5) eingesetzt sind.

Bei allen Ausführungen gemäß Figuren 5 bis 8 kann alternativ das eine (5) oder das andere Bauteil (2, 3) drehbar angetrieben bzw. gebremst sein.

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Claims (4)

Thyssen EdelstahlwerVe "" 24.02.1982 Aktiengesellschaft Ansprüche

1. Dauermagnetisch erregte Wirbelstrom-, Hysterese- oder Synchronkupplung, dadurch gekennzeichnet, daß an dem feststehenden oder drehenden Teil (5) der Kupplung Dauermagnetsysteme (4), und zwar mindestens ein Teil derselben verdrehbar, eingesetzt sind.

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauermagnetsysteme (4) aus zwei in eine zylindrische Hülse (9) aus nichtmagnetisierbarem Werkstoff eingesetzte in etwa halbzylinderseg-

§ mentförmige Polschuhe (10) aus ferromagnetischem Material,

zwischen deren gegenüberliegenden ebenen Flächen (11) ein über seine geringste Dimension magnetisierter Dauermagnet (12) derart eingesetzt ist, daß er in die Polschuhe (10) jeweils die entgegengesetzte Polarität (N, S) induziert.

3. Kupplung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine topfförmige Hülse (9) mit Schlitz (13) für den Ansatz eines Schraubendrehers an der Außenfläche des Bodens.

4. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet (12) aus einer Seltenerden-Kobalt-Dauermagnetlegierung besteht.