ES2201449T3 - Freno de histeresis. - Google Patents

Abstract

LA INVENCION SE REFIERE A UN FRENO DE HISTERESIS QUE COMPRENDE UN ANILLO DE HISTERESIS (1), QUE VA FIJADO GIRATORIAMENTE A UN RODILLO (9), Y UN ANILLO MAGNETICO CON POLOS MAGNETICOS. EL ANILLO MAGNETICO (2) ESTA FORMADO POR MATERIAL MAGNETICO PERMANENTE Y SE ENCUENTRA MONTADO DENTRO DEL ANILLO DE HISTERESIS (1), CARACTERIZADO PORQUE LOS POLOS MAGNETICOS VAN EMPOTRADOS ALTERNATIVAMENTE A LO LARGO DE LA CIRCUNFERENCIA EXTERIOR DEL ANILLO MAGNETICO (2). EL ANILLO MAGNETICO (2) RODEA UN MIEMBRO DE SOPORTE (4) QUE VA MONTADO EN UNA POSICION ROTATIVAMENTE FIJA, PERO QUE PUEDE SER DESPLAZADO AXIALMENTE ALREDEDOR DEL EJE POR MEDIO DE UN DISPOSITIVO REGULADOR (7).

Description

Freno de histéresis.

La invención se refiere a un freno de histéresis excitado por imán permanente con una roldana, un anillo de histéresis y un anillo magnético dotado de polos magnéticos.

El funcionamiento de los acoplamientos y frenos de histéresis se basa, de manera generalizada, en el efecto magnético de fuerza de los polos que se van atrayendo en la marcha sincronizada o en la inversión de la polaridad de un material magnético permanente en el resbalamiento, transformándose la potencia de resbalamiento en calor. Los frenos de histéresis están especialmente indicados para ser utilizados como freno de lomo de asno en la transformación de materiales en una línea de producción como, por ejemplo, cableado, fabricación de hilo retorcido, bobinado, etc. La instalación define la velocidad a la que el material se retira, definiendo el freno de lomo de asno la fuerza de tracción. A estos efectos, el material se conduce desde las reservas de material, de manera apropiada, por una roldana, por ejemplo, rodeándola, transmitiendo la roldana durante este proceso el efecto de frenado del freno de histéresis al material.

La inversión de la polaridad en el anillo de histéresis consistente en un material semiduro magnético permanente se puede llevar a cabo mediante distintas disposiciones de los imanes de excitación. La memoria de patente DE-PS 28 21 973 describe, por ejemplo, un acoplamiento magnético de par de giro que consta fundamentalmente de una combinación de un acoplamiento de histéresis excitado por imán permanente y un acoplamiento de corriente de Foucault excitado por imán permanente. Este acoplamiento o freno conocido presenta un cuerpo de acoplamiento impulsor en cuya cara frontal se dispone un anillo de histéresis plano. Frente a este anillo de histéresis se prevén, a la distancia correspondiente, varios imanes permanentes dispuestos en anillo, alternándose en el transcurso del anillo la orientación sur-norte. Los imanes permanentes se disponen en la superficie frontal de un disco imantable. En el caso de esta disposición conocida no existe la posibilidad de regular el par de giro.

El documento JP 01234043 muestra un freno de histéresis excitado por imán permanente con un anillo de histéresis y un anillo magnético fijado en un soporte que se puede desplazar axialmente a lo largo de un elemento de regulación con respecto al anillo de histéresis.

El documento FR-A-2 553 741 presenta un freno de histéresis cuyo par de giro no se puede regular. En el documento DE-A-44 24457 se muestra un freno de histéresis electromagnético en cuyo par de frenado influye la corriente de excitación de la bobina magnética.

Por el documento DE-OS 37 32 766 se conoce un acoplamiento o freno de histéresis excitado por imán permanente, con una pieza de histéresis configurada como motor con rotor no magnético y con una pieza de excitación formada por un anillo polar interior y otro anillo polar exterior, disponiéndose los polos magnéticos a ambos lados del motor con rotor no magnético sin entrar en contacto; los anillos polares son de un material magnético blando en el que se disponen piezas magnéticas permanentes que se incluyen completamente en el material magnético blando, de manera que los polos magnéticos orientados hacia el motor con rotor no magnético se forman alternativamente por imantes permanentes o imanes blandos; el anillo polar exterior y el anillo polar interior se unen de forma rígida entre sí, aunque magnéticamente estén separados por un anillo intermedio no imantable.

Con un freno de histéresis de estas características no sólo se consigue una estructura sencilla, sino también la posibilidad de regular el par de giro a transmitir mediante la variación de la profundidad axial de inmersión del cuerpo anular de histéresis.

Esto se consigue en el freno de histéresis conocido por disposición del cuerpo anular de histéresis en un husillo roscado y mediante fijación de la posición del anillo en el husillo, por ejemplo a través de una tuerca de sujeción. De esta manera, el par de giro se varía sin escalonamientos. Sin embargo, en este freno de histéresis conocido surge el inconveniente de que, por una parte, se necesitan dos entrehierros anulares debido a los dos polos magnéticos situados a ambos lados del motor con rotor no magnético, así como un complicado mecanizado en forma de un fresado de ranuras para la inclusión de las piezas magnéticas permanentes en los anillos polares; finalmente esta solución conocida presenta el inconveniente de que el par de frenado es transmitido por el dispositivo de regulación, por lo que hace falta la tuerca de sujeción que en cada proceso de regulación debe aflojarse y después nuevamente apretarse, lo que requiere bastante tiempo.

La presente invención se basa en la tarea de crear un freno de histéresis simplificado con una transmisión sin contacto de un par de giro no dependiente del número de revoluciones, cuyo par de frenado se puede regular manualmente en escalones muy pequeños y en poco tiempo, que permite una reproducibilidad exacta de la regulación y garantiza la uniformidad de la regulación, incluso en caso de un elevado número de ejemplares.

El freno de histéresis según la invención está especialmente indicado para ser utilizado en procesos textiles como, por ejemplo, el tratamiento de hilos torcidos, pudiéndose regular el par de frenado manualmente en una gama que oscila, por ejemplo, entre un 10% y un 100%, en escalones muy pequeños, por ejemplo, en escalones del 5%.

Partiendo de un freno de histéresis excitado por imán permanente del tipo inicialmente descrito en detalle, la solución de esta tarea presenta las características indicadas en la reivindicación 1; otras configuraciones ventajosas se describen en las subreivindicaciones.

Frente a los frenos de histéresis conocidos se consigue, mediante la disposición de polos magnéticos en sólo una de las superficies (superficie de camisa) de un anillo magnético situado preferentemente dentro del anillo de histéresis, la ventaja de que sólo se necesita un entrehierro anular. Dado que los polos magnéticos se troquelan alternativamente en el contorno de un anillo cerrado de material magnético permanente, basta con un elemento sencillo, con lo cual se reduce el coste de producción.

La unión resistente al giro de la roldana y el anillo de histéresis permite una estructura constructiva general sencilla.

La configuración por segmentos, radial e imantada del anillo magnético, así como el ensamblaje con un anillo de enclavamiento de hierro dulce ofrece la ventaja de un mayor aprovechamiento del material magnético relativamente caro. La configuración según la invención del dispositivo de regulación permite un desplazamiento del anillo de histéresis sin que el par de frenado influya en el anillo de regulación. El anillo magnético queda unido sin posibilidad de giro a una placa fija de conexión de la máquina, incluso durante un ajuste del anillo de regulación. Al contrario que en las soluciones conocidas, no hace falta un sistema de fijación que debe ser aflojado para cada proceso de regulación.

El dispositivo de enclavamiento previsto según la invención permite una reproducibilidad exacta de los valores de regulación mientras que la placa de conexión prevista para la adaptación a una máquina garantiza el manejo más sencillo del dispositivo de regulación. El dispositivo de enclavamiento con lengüetas elásticas y prolongadores esféricos así como con ranuras longitudinales distribuidas uniformemente se puede fabricar a buen precio de material plástico como pieza inyectada.

Dos levas de bloque de acción conjunta situadas en la placa de conexión o en el anillo de regulación sólo permiten el giro del dispositivo de regulación dentro de una gama determinada de ángulos de giro con lo que se evitan regulaciones erróneas.

La disposición axial de la roldana por medio de un muelle axial central que define la posición de la roldana frente a un tornillo central permite, con ayuda de este tornillo, una regulación básica axial del frene de histéresis y, por consiguiente, un calibrado preciso de cualquier número de ejemplares con lo que la temida dispersión de ejemplares se reduce a un mínimo.

La invención se describe a continuación a la vista del dibujo en el que se representa un ejemplo de realización ventajoso.

Se ve en la

Fig. 1 una sección del freno de histéresis según la invención;

Fig. 2 una vista frontal del freno de histéresis;

Fig. 3 una vista de la parte posterior del freno de histéresis y

Fig. 4 desarrollados del anillo de histéresis y del anillo

y 5 magnético.

Dado que el principio de la construcción del freno de histéresis es conocido, no se explican con detalle las piezas esenciales para la invención en relación con el ejemplo de realización.

En las figuras, en las que las piezas iguales se identifican con las mismas referencias, se describe con el número 9 una roldana que sirve para guiar un hilo en el tratamiento de materiales textiles o para la tensión del hilo mediante el rodeo de esta roldana. La roldana 9 se dispone en un eje 5 con posibilidad de girar a través de los apoyos 11 y presenta un anillo de histéresis 1 unido a la misma sin posibilidad de giro. Es fácil imaginarse también una disposición en la que el anillo magnético 2 y el anillo de histéresis 1 se intercambien frente a la realización representada, es decir, en la que el anillo magnético se fija en la roldana mientras que el anillo de histéresis se sujeta en el soporte 4. Dentro del anillo de histéresis 1 de material magnético semiduro se coloca un anillo magnético cerrado de material magnético permanente cuya cara exterior, es decir, cuya superficie orientada hacia el anillo de histéresis (superficie de camisa), está dotada de una pluralidad de polos magnéticos troquelados alternativamente en el contorno, tal como se indica en la figura 4. El anillo magnético 2 se magnetiza radialmente por segmentos y se une al anillo de enclavamiento de hierro dulce 3 (Fig. 5).

De acuerdo con la invención, el anillo magnético 2 se monta en el soporte 4 asegurado contra el giro por medio de un perfil hexagonal 15 y dispuesto axialmente desplazable en el eje 5, engranando el soporte 4 con su saliente roscado en un husillo roscado 10 de un anillo de regulación 7 fijado axialmente pero, al mismo tiempo, giratorio. Este dispositivo de regulación no actúa, por lo tanto, sobre el anillo de histéresis 1, sino únicamente sobre el soporte 4 en el que se aloja el anillo magnético 2. En la figura 1 se representa por encima de la línea central, una posición final del soporte correspondiente al máximo par de frenado, y por debajo de la línea central una posición en la que sólo se puede transmitir un par de frenado más
reducido.

El soporte magnético 4 y el anillo de regulación 7 poseen respectivamente parte de un dispositivo de enclavamiento formado, por una parte, por lengüetas elásticas 6 con prolongación esférica, unidas al anillo de regulación 7 y formado, por otra parte, por ranuras longitudinales uniformemente repartidas practicadas en el soporte 4. Gracias a esta sencilla configuración del dispositivo de enclavamiento se obtiene una exacta reproducibilidad de los valores de regulación.

El freno de histéresis posee, además, una placa de conexión 8 para su adaptación a una máquina, presentando esta placa de conexión 8, por ejemplo, una leva de bloqueo 14 que colabora con levas de bloqueo 16 adaptadas del anillo del regulación, de manera que se eviten regulaciones erróneas fuera de la gama de pares de giro prevista (Fig. 3).

La posición axial de la roldana 9 viene definida ventajosamente por un muelle axial central 12 contra un tornillo central 13. Con ayuda de este tornillo se puede realizar la regulación básica axial del freno de histéresis, es decir, un calibrado preciso de cualquier número de ejemplares.

Según la invención, se necesita, por lo tanto, un único entrehierro que con un solo anillo magnético de material magnético permanente, desplazando el dispositivo de regulación previsto el soporte y no el anillo de histéresis. El freno de histéresis se puede manejar con facilidad y calibrar con precisión. Durante la regulación no transmite ningún par de frenado al anillo de regulación, por lo que no hace falta ningún dispositivo de fijación para el anillo de regulación.

Referencias

1	Anillo de histéresis
2	Anillo magnético
3	Anillo de enclavamiento de hierro dulce
4	Soporte
5	Eje
6	Lengüeta
7	Anillo de regulación
8	Placa de conexión
9	Roldana
10	Husillo roscado
11	Apoyo
12	Muelle axial
13	Tornillo
14	Leva de bloqueo
15	Perfil hexagonal
16	Leva de bloqueo.

Claims (9)

1. Freno de histéresis excitado por imán permanente con una roldana (9), un anillo de histéresis (1) y un anillo magnético (2) dotado de polos magnéticos y dispuesto concéntricamente con respecto al anillo de histéresis (1), caracterizado porque el anillo magnético (2) de un material magnético permanente se magnetiza radial y alternativamente por segmentos, porque el anillo de histéresis (1) se separa por medio de un solo entrehierro del anillo magnético (2) y porque el anillo magnético (2) se fija en un soporte (4) alojado frente al anillo de histéresis (1) con desplazamiento axial a través de un dispositivo de regulación (4, 10, 7).

2. Freno de histéresis según la reivindicación 1, caracterizado porque el anillo de histéresis (1) se dispone radialmente fuera del anillo magnético (2), mientras que el anillo magnético (2) rodea al soporte (4) concéntricamente.

3. Freno de histéresis según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, caracterizado porque el anillo magnético (2) se une a un anillo de enclavamiento de hierro dulce (3).

4. Freno de histéresis según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el dispositivo de regulación consta de una pieza roscada en el soporte (4) y un husillo roscado (10) en un anillo de regulación (7) que axialmente se fija pero que tiene posibilidad de giro.

5. Freno de histéresis según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el anillo magnético (2) se une sin posibilidad de giro a la placa de conexión (8), incluso en caso de una regulación del anillo de regulación.

6. Freno de histéresis según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque entre el soporte (4) para el anillo magnético (2) y el dispositivo de regulación (4, 10, 7) se prevé un dispositivo de enclavamiento (6).

7. Freno de histéresis según la reivindicación 6, caracterizado porque el dispositivo de enclavamiento presenta lengüetas elásticas (6) con prolongaciones esféricas, así como con ranuras longitudinales uniformemente repartidas.

8. Freno de histéresis según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por estar dotado de una placa de conexión a una máquina (8) que presenta una leva de bloqueo (14) que colabora con la leva de bloqueo (16) adaptada en el anillo de regulación (7).

9. Freno de histéresis según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la roldana (9) se apoya a través de un muelle axial (12) en el soporte (4) contra el efecto de un tornillo (13).