DE816715C

DE816715C - Permanentmagnetische Wellenkupplung

Info

Publication number: DE816715C
Application number: DEP40037D
Authority: DE
Inventors: Sverre Johan Steensen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1946-01-02
Filing date: 1949-04-17
Publication date: 1951-10-11
Also published as: FR984344A; GB642433A

Description

Permanentmagnetische Wellenkupplung Die vorliegende Erfindung betrifft permanentmagnetische Wellenkupplungen ohne mechanische Verbindung zwischen den beiden Kupplungsteilen. Bei den bekannten Kupplungen dieser Art sind die beiden Kupplungsteile je mit einem Kranz von einzelnen permanenten Magneten von abwechselnder Polarität ausgerüstet, wobei sich zwischen den beiden Magnetkränzen ein schmaler Luftspalt befindet. Die einzelnen Magnete sind entweder in Lücken in den beiden Magnetkränzen eingelegt oder aber mit diesen zusammen in einem Stück gegossen. Es zeigt sich nun, daß Schwierigkeiten während der Magnetisierung enstehen, die im letztgenannten Falle erst ausgeführt werden kann, nachdem die Magnetstäbe eingegossen worden sind.
Um ein möglichst hohes Maximaldrehmoment zu erzielen, sollten auch die einzelnen Pole in Umfangsrichtung schmal sein, so daß es möglich wird, eine große Anzahl von Magneten am Umkreis entlang anzuordnen. Dies wird auch von großem Einfluß sein, wenn ein Geschwindigkeitsunterschied zwischen den beiden Kränzen besteht. Je größer die Anzahl der Magnetpole ist, desto ruhiger wird in dem Falle der Gang.
Ein Nachteil liegt darin, daß es schwierig ist, für jeden einzelnen Magnetstab genau den gleichen magnetischen Fluß zu erzielen, so daß die Schlupfgrenze je nach der gegenseitigen Lage der beiden Magnetkränze verschieden werden kann.
Gemäß der Erfindung werden die erwähnten Nachteile dadurch vermieden, daß die einzelnen Magnetpole eines jeden Kupplungsteils von einem einzigen, in seiner r',chsenrichtung magnetisierten Ringmagneten erregt werden, welcher konzentrisch zur Drehachse angeordnet und mit zwei ringscheibenförmigen Polschuhen versehen ist, die auf der dem Luftspalt zugekehrten Seite Zähne besitzen, welche die einzelnen Magnetpole bilden und derart gerichtet sind, daß sie zum Luftspalt parallel verlaufen.
Die Wellenkupplung nach der Erfindung ist an Stelle von Verbindungskupplungen und anderen mechanischen Kupplungen verwendbar. Im Vergleich zu den bekannten Kupplungen hat die Kupplung nach der Anmeldung den Vorzug, keine mechanische Verbindung zwischen den zwei Kupplungsteilen aufzuweisen, so daß sie z. B. in Verbindung mit Kompressoren und Pumpen verwendet werden kann, wo der rotierende Teil sich in einem geschlossenen Raume befindet. Diesen Vorzug teilt sie zwar mit anderen magnetischen Kupplungen, diesen gegenüber bietet sie jedoch den Vorteil, keine Durchführungen für elektrische Leitungen zu benötigen.
Die Zgichnung stellt drei Ausführungsbeispiele der Erfindung dar.
Fig. i und 2 zeigen eine Magnetkupplung mit abwechselnden Magnetpolen und 1i ig. 3 eitle Magnetkupplung, wo je zwei sich gegenüberstehende Pole an derselben Linie entlang angeordnet sind.
lti Fig. i und 2 sind die beiden durch die Magnetkupplung zusammenzukuppelnden Wellenenden durch 6 bzw. 7 bezeichnet. Auf dem Ende der Welle 6 befindet sich eine kreisförmige Scheibe oder ein Flansch i aus unmagnetischem und unmagnetisierbarem Material, z. B. Messing, und um diesen Flansch herum ist ein permanenter Ringmagnet 9 gelegt, der in der Axialrichtung magnetisiert ist, wie durch S und N angedeutet. Die beiden Pole N und S sind mit je einem Polschuhring g und 9" versehen, und die Teile 9, g und g' werden durch achsenparallele durchgehende Bolzen 12 mit Kopf und Mutter am Flansch i festgehalten.
Auf dem Ende der Welle 7 ist eine Scheibe 2 befestigt, die ebenfalls aus unmagnetischem und unmagnetisierbarem Material hergestellt ist. Auf dieser Scheibe 2 werden durch Bolzen i i zwei Polschuhringe iö und iö' gehalten, zwischen denen ein Ringmagnet io festgeklemmt ist, der somit konzentrisch zum Ringmagneten 9 liegt und in derselben, d. h. in axialer Richtung magnetisiert ist.
Die beiden Polschuhringpaare g', g' und iö , io" laufen auf der dem gemeinsamen Luftspalt zugekehrten Seite in Zähne 3', 3" bzw. 4', 4' aus, die in einem rechten Winkel zu ihrem Ringmagnet hin abgebogen und etwas kürzer sind als die totale Breite zwischen den beiden Polschuhringen. Diese Zähne 3', 3" bzw. 4', 4' sind zwischen einander eingeschoben, ohne sich gegenseitig zu berühren und werden somit als Magnetpole auftreten, so daß ein Schnitt nach der Linie 11-1I in Fig. i wie auf der linken Seite der Fig. 2 dargestellt, aussehen wird, d. h. die Pole oder Zähne werden von abwechselnder Polarität sein. Die Wirkung ist damit genau dieselbe wie bei der bekannten permanentmagnetischen Kupplung. Die neue Kupplung hat aber die Vorteile, daß erstens sämtliche Einzelmagnete durch zwei konzentrische Ringmagnete ersetzt sind, die sehr leicht in unmagnetisiertem Zustand zusammengestellt werden können, und zweitens, daß diese Einzelmagnete magnetisiert werden können, bevor die Systeme 9, g', 9" bzw. io, iö io" zusammengesetzt worden sind. Unter der Voraussetzung, daß alle Pole oder Zähne 3', 3" bzw. 4', 4" genau dieselbe Länge und Breite haben, wird ein homogenes Feld im ganzen Luftspalt entstehen. Der Luftspalt selbst ist durch 5 bezeichnet.
Fig. 3 zeigt eine ähnliche Ausführung wie Fig. i und 2. Die Pole oder Zähne 13', 13" bzw. 14', 14" liegen hier nicht abwechselnd zwischen einander, sondern jeder Zahn eines Polschuhs 15' oder 16' liegt auf einer Linie mit einem Zahn des anderen Polschuhs 15" oder 16". Unter der Voraussetzung, daß die Ringmagnete 9 und io die angegebene Polarität besitzen, werden die linken Zähne 13' alle N-Pole und die linken Zähne 14 alle S-Pole sein. Für die rechten Zähne 13" bzw. 14' ist das umgekehrte der Fall. Die einzelnen Pole können somit niemals einem gleichtiainigen Pol gegenüberstehen, so daß, wenn ein Geschwindigkeitsunterschied zwischen den beiden Kupplungsteilen besteht, kein magnetisches Wechselfeld im Luftspalt 5 entstehen kann, das eine Abschwächung oder eine vollkommene Entmagnetisierung der Permanentmagnete herbeiführen könnte. Die Voraussetzung ist selbstverständlich, daß der kürzeste Abstand zwischen den rechten und den linken Magnetpolen wesentlich größer ist als der Luftspalt, so daß kein nennenswerter magnetischer Kurzschluß der einzelnen Ringmagnete entstehen kann.
Während es bei dem Beispiel, gemäß Fig. i und 2 gleichgültig ist, wie die Feldrichtung der Ringmagnete 9 und io gewählt ist, ist dies in Verbindung mit der Anordnung gemäß Fig.3 nicht der Fall, was aus der Zeichnung ohne weiteres ersichtlich ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Permanentmagnetische Wellenkupplung, bei welcher die Kupplung zwischen den beiden Kupplungsteilen über einen Luftspalt geschieht und jeder der beiden Kupplungsteile mit mehreren einzelnen :Magnetpolen versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Magnetpole eines jeden Kupplungsteiles von einem einzigen in seiner Achsenrichtung magnetisierten Ringmagneten erregt werden, welcher konzentrisch zur Drehachse angeordnet und mit zwei Polschuhringen versehen ist, die auf der dem Luftspalt zugekehrten Seite Zähne besitzen, welche die einzelnen Magnetpole bilden und derart abgebogen sind, daß sie zum Luftspalt parallel verlaufen.
2. Kupplung gemäß Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne der beiden Polschuhringe desselben Ringmagnets ineinandergreifen.
3. Kupplung gemäß Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Zahn eines Polschuhringes in einer Linie mit einem Zahn des anderen Polschuhringes desselben Ringmagnets liegt, und daß der Abstand zwischen den Zähnen der Polschuhringe desselben Ringmagnets wesentlich größer ist als der Luftspalt zwischen den beiden Kupplungsteilen, und daß ferner die Polrichtung des einen Ringmagneten der Polrichtung des anderen Ringmagneten entgegengesetzt ist.
4. Kupplung gemäß Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringmagnete samt ihren Polschuhen mit den betreffenden Wellen über passende Elemente aus unmagnetischem und unmagnetisierbarem Material verbunden sind.