CH363404A - Berührungsfreie Kupplung - Google Patents

Description

      Berührungsfreie    Kupplung    Die vorliegende Erfindung     betrifft        eine    berüh  rungsfreie Kupplung, bei welcher     mindestens    ein  Kupplungsteil aus einem Permanentmagneten besteht.  



  Kupplungen, bei welchen beispielsweise zwei Per  manentmagneten einander     beeinflussen,    besitzen die  bei vielen Anwendungen     nachteilhafte    Eigenschaft,  bei überschreiten einer bestimmten Differenzdrehzahl  nur noch     ein    sehr geringes Drehmoment     zu    über  tragen. So     kann    beispielsweise der Fall     eintreten,    dass  die angetriebene Welle von der     antreibenden    Welle  nicht mehr mitgenommen wird, wenn die erstere ein  mal zum Stillstand abgebremst worden ist, da das bei  der gegebenen Drehzahl der antreibenden Welle über  tragene Drehmoment zum selbständigen Starten der  angetriebenen Welle nicht ausreicht.

   Es war bei der  artigen Kupplungen in diesem Fall somit immer er  forderlich, entweder die antreibende Welle kurzzeitig  still zu legen oder die angetriebene Welle auf     anderem     Wege anzutreiben um somit die Differenzdrehzahl zu       vermindern.     



  Diese Nachteile werden gemäss der vorliegenden  Erfindung dadurch vermieden, dass der mit einer  Welle verbundene Permanentmagnet mit mindestens  zwei     unterschiedlich    ausgebildeten     und/oder    aus unter  schiedlichem, metallischem Material bestehenden,     auf     der Gegenwelle befestigten Kupplungsteilen zusam  menwirkt, wobei diese Kupplungsteile zusammen mit  dem Permanentmagneten eine unterschiedliche     Dreh-          momentübertragungscharakteristik    in Abhängigkeit  von der Differenzdrehzahl besitzen.  



  Die     Erfindung    soll anhand der     beiliegenden    Zeich  nungen beispielsweise näher erläutert werden, wobei  im     einzelnen    zeigen:       Fig.    1 einen Schnitt durch eine Kupplung,       Fig.    2 ein Kupplungsteil mit axialen Schlitzen,       Fig.    3 eine graphische Darstellung     mit    Drehmo-         mentskurven    in Abhängigkeit von der Differenzdreh  zahl.  



  Bei der in     Fig.    1 dargestellten Kupplung ist auf  der Welle 4 ein Halter 3 für einen radial magneti  sierten Permanentmagneten 1, welcher als aus     ein-          zelnen    radial liegenden gleichsinnig gepolten Magneten  bestehend aufgefasst werden kann, angeordnet. Auf  der Gegenwelle 5 befindet sich ein ebenfalls in radialer  Richtung magnetisierter Magnet 2 sowie eine dünne  Hülse 6, die in geeigneter Weise durch Scheiben 7  auf der Welle 5 gehaltert und zentriert wird. Diese  Hülse kann beispielsweise aus Aluminium oder aus  Eisen bestehen.  



  In     Fig.3    ist das übertragbare Drehmoment in  Funktion der Differenzdrehzahl<I>d</I>     rz    der beiden Kupp  lungsteile angegeben. Eine     Kupplung    mit nur zwei       Permanentmagneten    ergibt einen     Drehmomentverlauf     gemäss B.

   Dies bedeutet, dass beim Bremsen eines       Kupplungsteiles    bis     zum    Stillstand das übertragbare  Moment M auf kleinste Werte     absinkt.    Ein Wieder  anfahren des gebremsten Kupplungsteiles ist deshalb  nicht mehr     möglich,    es sei denn, man setze den  rotierenden Kupplungsteil ebenfalls     still    und lasse die  Kupplung wieder zusammen anfahren oder man bringe  den gebremsten Kupplungsteil wieder auf Synchron  drehzahl. Diese Eigenschaft bedeutet in vielen An  wendungsfällen einen erheblichen Nachteil:  Ordnet man der     Kupplungs-Kombination    Per  manentmagnet-Permanentmagnet eine weitere Kombi  nation, z.

   B. eine Kombination     Permanentmagnet-          Aluminiumhülse    zu, so zeigt     diese    für sich einen       Drehmomentverlauf    z. B. gemäss Kurve 9; also     ein    mit  der Differenzdrehzahl wachsendes Drehmoment. Mit  einer solchen Kombination     gelingt    es     offenbar,    den  gebremsten Kupplungsteil ohne besondere Mass  nahmen wieder auf die Synchrondrehzahl zu bringen,  bei der die Kombination Permanentmagnet-Permanent-           magnet    - Kurve 8 - das Drehmoment wieder über  trägt, während die andere Kombination - Kurve 9   praktisch unwirksam wird.  



  Dass das übertragene Drehmoment bei der Kombi  nation     Permanentmagnet-Aluminiumhülse    mit wach  sender     Differenzdrehzahl        zunimmt    ist dadurch zu  erklären, dass in der     Aluminiumhülse        Wirbelströme          induziert    werden, deren Magnetfelder     ihrerseits        mit     dem Feld des     Permanentmagneten    1 in Wechselbe  ziehung treten. Die Stärke der     Wirbelströme    ist nun  proportional zu der     Änderung    der örtlichen magne  tischen Feldstärke, das heisst proportional zu der  Differenzdrehzahl.

   Die Abweichung der     Kurve    9 von  einer Geraden ist durch     ohmische    Verluste der Wirbel  ströme zu erklären.  



  Statt der     Aluminiumhülse    6 kann auch eine wie  in     Fig.    2 dargestellte,     geschlitzte    Hülse 11 beispiels  weise aus Eisen verwendet werden. Auf der Welle 5'       befindet    sich wie bei der Kupplung der     Fig.    1 ein  Permanentmagnet 2'. Die neben diesem liegende       geschlitzte    Hülse besteht aus     einzelnen    Stegen 12,  welche die gleiche Breite besitzen wie der zwischen  zwei Stegen 12 liegende Zwischenraum. Die     geschlitzte     Hülse ist durch Scheiben mit der Welle 5' verbunden,  in gleicher Weise, wie dies aus     Fig.    1     entnommen     werden kann.  



  Da bei dieser     Ausführungsform    die räumliche       Ausdehnung    der Wirbelströme begrenzt ist,     nimmt    das  übertragene Drehmoment ab einer bestimmten, von  der Schlitz- und     Stegbreite    abhängigen Differenzdreh  zahl nicht mehr zu, wie dies aus der Kurve 10 der       Fig.    3 entnommen werden kann.  



  Durch geeignete Wahl der verschiedenen Kombi  nationen     gelingt    es offenbar, einen in     Funktion    der       Differenzdrehzahl        beliebigen        Drehmomentverlauf    zu  erreichen. Erfindungsgemäss können auch mehr als  nur zwei Kombinationen verwendet     werden,    z. B.  neben der Kombination     Permanentmagnet-Permanent-          magnet    die Kombinationen Permanentmagnet-Alumi-         niumhülse    und Permanentmagnet- geschlitzte Eisen  hülse.  



  Durch die Anordnung verschiedener Kombina  tionen kann der Anwendungsbereich der für sich be  kannten Kupplung mit zwei Permanentmagneten er  weitert werden, indem das     Wiederanfahren    des ge  bremsten Kupplungsteiles ohne     zusätzliche        Mittel          möglich    wird.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Berührungsfreie Kupplung, bei welcher minde stens ein Kupplungsteil aus einem mit einer Welle verbundenen Permanentmagneten besteht, dadurch gekennzeichnet, dass dieser mit mindestens zwei unter schiedlich ausgebildeten und/oder aus unterschied lichem metallischem Material bestehenden, auf der Gegenwelle befestigten Kupplungsteilen zusammen wirkt, wobei diese Kupplungsteile zusammen mit dem Permanentmagneten eine unterschiedliche Drehmo- mentsübertragungscharakteristik in Abhängigkeit von der Differenzdrehzahl besitzen.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Kupplung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass auf der Gegenwelle ein Permanent magnet und eine Aluminiumhülse befestigt sind. 2. Kupplung nach Unteranspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass die beiden Permanentmagnete in einander angeordnet und radial gepolt sind. 3. Kupplung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass auf der Gegenwelle eine mit axialen Schlitzen versehene Eisenhülse befestigt ist. 4. Kupplung nach Unteranspruch 3, dadurch ge kennzeichnet, dass die Schlitze die gleiche Breite haben wie die zwischen je zwei Schlitzen befindlichen Stege. 5.

   Kupplung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass auf der Gegenwelle eine Alumi niumhülse und eine geschlitzte Eisenhülse befestigt sind, die beide mit dem Permanentmagneten zu sammenwirken.