PL234065B1 - Regulowane przeciążeniowe sprzęgło magnetyczne - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest regulowane przeciążeniowe sprzęgło magnetyczne, złożone z obrotowych, osadzonych współśrodkowo i wyposażonych w stałe magnesy dwóch zespołów: zewnętrznej obudowy oraz wirnika, stanowiących dwie współpracujące ze sobą części sprzęgła.

Znane są przeciążeniowe sprzęgła magnetyczne typu MINEX, posiadające osadzane na oddzielnych osiach wirniki zewnętrzny i wewnętrzny, wyposażone w magnesy trwałe umieszczone biegunami na przemian po wewnętrznej stronie wirnika zewnętrznego oraz umieszczone na obwodzie zewnętrznej powierzchni wirnika wewnętrznego. Sprzęgła te wykorzystują pole magnetyczne magnesów stałych do przeniesienia momentu obrotowego bez kontaktu mechanicznego jego wirników.

Znane jest z opisu patentowego PL197238 sprzęgło ze stałymi magnesami i regulowanymi szczelinami powietrznymi. Klatka sprzęgła, która posiada dwa regulowane elementy przewodzące, jest zamontowana na jednym wale, a tarcza wirnika jest zamontowana na drugim współosiowym wale zajmując miejsce między elementami przewodzącymi. Stałe magnesy osadzone w przelotowych otworach płaskiej tarczy wirnika posiadają bieguny rozdzielone szczelinami powietrznymi od osadzonych w klatce elementów przewodzących. Szczeliny powietrzne są regulowane poprzez ruch płaskich elementów przewodzących do siebie lub od siebie wzdłuż elementów ruchomych klatki, dzięki zastosowaniu elementów regulacyjnych łączących elementy przewodzące. Alternatywą tego rozwiązania jest zamontowanie elementów przewodzących na wirniku oraz zamontowanie w sposób umożliwiający regulację magnesów na klatce.

Inne podobne rozwiązanie regulowanego sprzęgła magnetycznego przedstawiono w opisie patentowym US5739627, gdzie zastosowano innej konstrukcji mechanizm do regulacji momentu sprzęgła, która również odbywa się poprzez zmianę wielkości szczeliny powietrznej między płaskimi powierzchniami tarczy i obejmującej ją osłony, stanowiących współpracujące ze sobą części sprzęgła.

Wszystkie znane rozwiązania sprzęgieł magnetycznych nie mają możliwości lub nie pozwalają na regulację momentu przeciążeniowego w przypadku ich budowy bazującej na współśrodkowym usytuowaniu współpracujących ze sobą elementów sprzęgła.

Niedogodności tej nie posiada rozwiązanie według wynalazku.

Istota rozwiązania według wynalazku polega na wyposażeniu sprzęgła magnetycznego złożonego z dwóch współpracujących ze sobą obrotowych części osadzonych współśrodkowo i posiadających stałe magnesy w mechanizm pozwalający na osiowy przesuw jednej części sprzęgła względem drugiej. Korzystnie gdy mechanizm ten ma konstrukcję zapewniającą blokadę wybranego położenia przesuwanego półsprzęgła.

Regulowane przeciążeniowe sprzęgło magnetyczne, które posiada obracającą się zewnętrzną obudowę i wewnętrzny obrotowy wirnik, wyposażone w magnesy umieszczone w nich wzdłużnie obwodowo biegunami na przemian, ma przesuwny mechanizm do osiowego przesuwu wewnętrznego wirnika względem zewnętrznej obudowy, sprzężony z wewnętrznym wirnikiem, który powoduje zmianę długości L powietrznej szczeliny, utworzonej między trwałymi magnesami osadzonymi na zewnętrznej powierzchni wirnika i trwałymi magnesami osadzonymi na wewnętrznej części zewnętrznej obudowy.

Istotne jest gdy długość L powietrznej szczeliny utworzonej między trwałymi magnesami wewnętrznego wirnika i zewnętrznej obudowy jest zmienna.

Korzystne jest gdy magnesy zewnętrznej obudowy i magnesy wirnika są takiej samej długości.

Istotne jest by magnesy wewnętrznego wirnika i zewnętrznej obudowy stanowiły magnesy neodymowe.

W innym rozwiązaniu regulowane przeciążeniowe sprzęgło magnetyczne wyposażone jest w przesuwny mechanizm do osiowego przesuwu zewnętrznej obudowy względem wewnętrznego wirnika, sprzężony z zewnętrzną obudową, który powoduje zmianę długości L powietrznej szczeliny, utworzonej między trwałymi magnesami osadzonymi na zewnętrznej powierzchni wirnika i trwałymi magnesami osadzonymi na wewnętrznej części zewnętrznej obudowy.

W tym rozwiązaniu istotne jest też gdy długość L powietrznej szczeliny utworzonej między trwałymi magnesami wewnętrznego wirnika i zewnętrznej obudowy jest zmienna.

W tym rozwiązaniu korzystne jest również gdy magnesy zewnętrznej obudowy i magnesy wirnika są takiej samej długości.

Ponadto istotne jest też by magnesy wewnętrznego wirnika i zewnętrznej obudowy stanowiły magnesy neodymowe.

PL 234 065 B1

Rozwiązanie według wynalazku pokazano na rysunku w przykładowym wykonania, na którym fig. 1 przedstawia w sposób uproszczony sprzęgło magnetyczne z przesuwnym wirnikiem względem obudowy zewnętrznej, a fig. 2 pokazuje to sprzęgło w przekroju poprzecznym, zaś fig. 3 przedstawia w uproszczeniu rozwiązanie sprzęgła, z mechanizmem osiowego przesuwu zewnętrznej obudowy, względem wewnętrznego wirnika sprzęgła.

Jak pokazano na rysunku na fig. 1 sprzęgło według wynalazku składa się z wewnętrznego wirnika 1, zewnętrznej obudowy 2 i przesuwnego mechanizmu 6. Wewnętrzny wirnik 1, będący częścią czynną sprzęgła, osadzony jest przesuwnie na wale 2, dzięki wpustowemu lub wielowypustowemu połączeniu między nimi. Zewnętrzna obudowa 3 stanowiąca część bierną sprzęgła osadzona jest nieruchomo na wale 4 i obwodowo obejmuje wirnik 1. Wirnik 1 posiada na obwodzie swojej powierzchni zewnętrznej trwałe magnesy 5 umieszczone biegunami na przemian, także obudowa 3 po swojej stronie wewnętrznej ma rozmieszczone na obwodzie biegunami na przemian trwałe magnesy 5.

Magnesy 5 osadzone na zewnętrznej powierzchni wirnika 1, korzystnie posiadają długość równą lub w przybliżeniu równą długości wirnika 1, zaś magnesy 5 obracającej się obudowy 3 osadzone są na jej stronie wewnętrznej i korzystnie znajdują się tylko na części jej długości.

Między magnesami 5 wewnętrznego wirnika 1 i zewnętrznej obudowy 3 utworzona jest obwodowa powietrzna szczelina 11, której długość L jest ustalana za pomocą przesuwnego mechanizmu 6.

Wewnętrzny wirnik 1 sprzężony jest z przesuwnym mechanizmem 6, wykonanym w formie siłownika 7 dwustronnego działania, którego wysuwne tłoczysko 8 posiada zaczep 9 osadzony w rowku 10 wykonanym w piaście wewnętrznego wirnika 1.

Przesuwny mechanizm 6 może dla przesuwu wewnętrznego wirnika 1 wykorzystywać siłownik hydrauliczny lub pneumatyczny jak pokazano na rysunku, bądź też wykorzystywać do przesuwu napęd mechaniczny (zespół przekładni) albo elektryczny.

Sprzęgło według wynalazku może być wyposażone, w nie pokazaną na rysunku, znaną ukształtowaną w formie pierścienia (tulei), osłonę separacyjną osadzoną w powietrznych szczelinach 11 w wirującym polu magnetycznym wytwarzanym między magnesami 5 obudowy 3 i wirnika 1.

Działanie sprzęgła polega na tym, że po ustaleniu za pomocą przesuwnego mechanizmu 6 położenia wewnętrznego wirnika 1 względem zewnętrznej obudowy 3 (ustaleniu długości powietrznej szczeliny L) i podaniu napędu na wał 2, a tym samym na wewnętrzny wirnik 1, następuje synchroniczny obrót zewnętrznej obudowy 3 osadzonej na wale 4, dzięki magnesom 5 powodującym powstanie wirującego pola magnetycznego.

W ten sposób następuje przeniesienie momentu obrotowego z wirnika 1 na obudowę 3, w zakresie wielkości momentu ustalonym osiowym położeniem wirnika 1 względem obudowy 3. Z chwilą, gdy zostanie przekroczony dopuszczalny, ustalony moment obrotowy, sprzęgło przestaje przenosić ten moment zapewniając zabezpieczenie przeciążeniowe.

Na rysunku na fig. 3 pokazano inne rozwiązanie według wynalazku - z mechanizmem 6 do osiowego przesuwu zewnętrznej obudowy 3, względem wewnętrznego wirnika 1 sprzęgła.

Jak pokazano na rysunku w tym przypadku wewnętrzny wirnik 1 będący częścią czynną sprzęgła osadzony jest na przelotowym wale 2 nieprzesuwnie. Zewnętrzna zamknięta obudowa 3 stanowiąca część bierną sprzęgła osadzona jest przesuwnie i obwodowo obejmuje wirnik 1. Wirnik 1 posiada na obwodzie swojej powierzchni zewnętrznej trwałe magnesy 5 umieszczone biegunami na przemian, zaś obudowa 3 ma tylko na części swojej strony wewnętrznej rozmieszczone na obwodzie, biegunami na przemian, trwałe magnesy 5.

Zewnętrzna obudowa 3 sprzężona jest z przesuwnym mechanizmem 6, wykonanym w formie siłownika 7 dwustronnego działania, którego wysuwne tłoczysko 8 posiada na końcu zaczep 9, w formie obrotowego krążka, osadzonego w rowku 10 wykonanym w piaście zewnętrznej obudowy 3.

Magnesy 5 osadzone na zewnętrznej powierzchni wirnika 1, korzystnie posiadają długość równą lub w przybliżeniu równą długości wirnika 1, zaś magnesy 5 obracającej się obudowy 3 osadzone są na jej stronie wewnętrznej i korzystnie znajdują się tylko na części jej długości.

Działanie rozwiązania ukazanego na fig. 3 jest identyczne jak rozwiązania przedstawionego na fig. 1.

Korzystnie jest, gdy magnesy 5, zarówno wewnętrznego wirnika 1 jak i zewnętrznej obudowy 3 sprzęgła, są jednakowej długości i gdy są to magnesy neodymowe.

Zastosowanie sprzęgła z mechanizmem, który w zależności od rodzaju sprzęgła, zapewnia przesuw osiowy jego wirnika lub zewnętrznej obudowy, pozwala uzyskać zmienność momentu przeciążenia sprzęgła zależnie od osiowego położenia jego wirnika względem zewnętrznej obudowy.

PL 234 065 B1

Claims (8)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Regulowane przeciążeniowe sprzęgło magnetyczne posiadające obracającą się zewnętrzną obudowę i wewnętrzny obrotowy wirnik wyposażone w magnesy umieszczone w nich wzdłużnie obwodowo biegunami na przemian, znamienne tym, że ma przesuwny mechanizm (6) do osiowego przesuwu wewnętrznego wirnika (1) względem zewnętrznej obudowy (3), sprzężony z wewnętrznym wirnikiem (1), który powoduje zmianę długości L powietrznej szczeliny (11), utworzonej między trwałymi magnesami (5) osadzonymi na zewnętrznej powierzchni wirnika (1) i trwałymi magnesami (5) osadzonymi na wewnętrznej części zewnętrznej obudowy (3).
2. 2. Regulowane przeciążeniowe sprzęgło magnetyczne według zastrz. 1, znamienne tym, że długość L powietrznej szczeliny utworzonej między trwałymi magnesami (5) wewnętrznego wirnika (1) i zewnętrznej obudowy (3) jest zmienna.
3. 3. Regulowane przeciążeniowe sprzęgło magnetyczne według zastrz. 1, znamienne tym, że magnesy (5) obudowy (3) i magnesy (5) wirnika (1) korzystnie są takiej samej długości.
4. 4. Regulowane przeciążeniowe sprzęgło magnetyczne według zastrz. 1, znamienne tym, że magnesy (5) stanowią magnesy neodymowe.
5. 5. Regulowane przeciążeniowe sprzęgło magnetyczne posiadające obracającą się zewnętrzną obudowę i wewnętrzny obrotowy wirnik osadzone współśrodkowo, wyposażone w magnesy umieszczone w nich wzdłużnie obwodowo biegunami na przemian, znamienne tym, że ma przesuwny mechanizm (6) do osiowego przesuwu zewnętrznej obudowy (3) względem wewnętrznego wirnika (1), sprzężony z zewnętrzną obudową (3), który powoduje zmianę długości L powietrznej szczeliny (11), utworzonej między trwałymi magnesami (5) osadzonymi na zewnętrznej powierzchni wirnika (1) i trwałymi magnesami (5) osadzonymi na wewnętrznej części zewnętrznej obudowy (3).
6. 6. Regulowane przeciążeniowe sprzęgło magnetyczne według zastrz. 5, znamienne tym, że długość L powietrznej szczeliny utworzonej między trwałymi magnesami (5) wewnętrznego wirnika (1) i zewnętrznej obudowy (3) jest zmienna.
7. 7. Regulowane przeciążeniowe sprzęgło magnetyczne według zastrz. 5, znamienne tym, że magnesy (5) obudowy (3) i magnesy (5) wirnika (1) korzystnie są takiej samej długości.
8. 8. Regulowane przeciążeniowe sprzęgło magnetyczne według zastrz. 5, znamienne tym, że magnesy (5) stanowią magnesy neodymowe.

   PL 234 065 Β1

   Rysunki

   PL 234 065 Β1