DE1188191B

DE1188191B - Dauermagnetisch erregte Kupplung oder Bremse

Info

Publication number: DE1188191B
Application number: DED37804A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Hans-Juergen Bartels
Original assignee: Deutsche Edelstahlwerke AG
Current assignee: Deutsche Edelstahlwerke AG
Priority date: 1961-12-29
Filing date: 1961-12-29
Publication date: 1965-03-04

Description

Dauermagnetisch erregte Kupplung oder Bremse Die Erfindung betrifft dauermagnetisch erregte Kupplungen oder Bremsen, die auf der Hystereseundjoder Wirbelstromwirkung beruhen und aus axial mehrpolig magnetisierten Dauennagneten, bei denen die Pole in Umfangsrichtung miteinander ab--wechseln, auf dem Ende der einen und einer ferromagnetischen Platte auf dem Ende der anderen Welle bestehen, wobei die ferromagnetische Platte gegebenenfalls mit einer weiteren Scheibe gleichen Durchmessers aus einem elektrisch gut leitenden Werkstoff, z. B. Kupfer oder Aluminium, verbunden sein kann, mit Mitteln zur Veränderung des die Platte durchsetzenden Magnetflusses.
Bei diesen bekannten Einrichtungen stehen sich ein axial niagnetisierter Dauermagnet, der auf dem Ende der einen Welle angebracht ist, und eine ferromagnetische Platte auf dem Ende der anderen Welle gegenüber. Die Wirkung der Kupplung oder Bremse beruht darauf, daß in der Platte aus' ferromagnetischem Werkstoff Wirbelströme erregt werden, oder aber darauf, daß, wenn für die Platte ein Werkstoff mit dauermagnetischen Eigenschaften verwendet wird, eine Ummagnetisierung stattfindet. In vielen Fällen treten beide Wirkungen nebeneinander auf.
Während elektromagnetisch erregte Kupplungen oder Bremsen in ihrer Wirkunc, dadurch veränderbar sind, daß der Strom ein- und ausgeschaltet oder über einen variablen Widerstand zugeführt wird, ist eine derartige Regelung des Kupplungs- bzw. Bremseffektes bei dauerinagnetischer Erregung nicht möglich. Es kann höchstens der axiale Abstand zwischen Dauermagnet und Scheibe verändert werden, was aber in den meisten Fällen aus mechanischen Gründen des Aufbaues bzw. der Gesamtanordnung nicht möglich ist.
Bei dauermagnetischen Kupplungen der eingangs erwähnten Art hat man auch bereits eine Veränderung der magnetischen übertragungskraft dadurch erreicht, daß der Magnetisierungszustand des Dauermagneten durch stoßweise Auf- bzw. Entinagnetisierung mittels um den Dauermagneten gelegter Magnetisierungsspulen geändert wird. Eine solche Maßnahme erfordert einen beachtlichen Aufwand an elektrischen Mitteln und läßt sich zudem nicht bei allen dauermagnetischen Werkstoffen wirkungsvoll anwenden.
Es sind auch bereits mehrspurige dauermagnetisch# Bremsmagnetsysteme bekannt, bei denen ein in einem Hohlzylinder verstellbarer weichmagnetischer Nebenschlußkörper die Bremskraft regelt. Der Nebenschlußkörper ist bei den bekannten Anordnungen im Dauermagnetsystem selbst eingebaut und erfordert zwecks Betätigung der Regeleinrichtung die Berührung des Magnetsystems während des Betriebs.
Zweck der Erfindung ist es, den Kupplungs- bzw. Bremseffekt bei dauermagnetischer Erregung regelbar zu machen, ohne daß es notwendig ist, die axiale Entfernung von Dauermagnet und Platte zu ändern und ohne das Dauermagnetsystem selbst, insbesondere wenn es sich im Betrieb in Bewegung befindet, berühren oder stillsetzen zu müssen.
Dies wird bei einer dauermagnetisch erregten Kupplung oder Bremse der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß durch eine im Luftspalt zwischen dem Dauermagneten und der ferromagnetischen Platte eingesetzte, in ihrem Innendurchmesser wählbare Ringscheibe aus ferromagnetischem Werkstoff erreicht. Je kleiner der Innendurchmesser der Ringscheibe gewählt wird, um so wirkungsvolle?-ist der magnetische Nebenschluß, der auf diese Weise im Luftspalt zwischen Dauermagnet und Platte aufgebaut wird, um so geringer ist infolgedessen der magnetische Fluß, der an der ferromagnetischen Platte zum Zweck des Kuppelns oder Bremsens wirksam werden kann.
In weiterer Ausgestaltung derErfindung wird vorgeschlagen, eine Ringscheibe zu verwenden, deren Innendurchmesser kontinuierlich veränderlich ist, insbesondere in Form einer an sich bekannten Irisblende. Bei voll aeöffneter Blende sollen die Kraftlinien ungehindert vom Dauermagneten zur Platte übergehen, während in allen anderen Stellungen die Lamellen der Irisblende einen mehr oder minder wirksamen Nebenschluß für den Luftspaltfluß des Dauerinagneten erzeugen. Die Lamellen der Irisblende können im einfachsten Falle aus Weicheisen bestehen oder - falls es notwendig ist, die Wirbelstrombildung in der Irisblende zu unterdrücken - werden sie aus solchen ferromagnetischen Legierun-,gen hergestellt, die einen verhältnismäßig hohen elektrischen Widerstand besitzen. Legierungen dieser Art sind an sich bekannt; es können beispielsweise Eisen-Silizium-Legierungen, wie sie im Elektromaschinenbau üblich sind, benutzt werden. Außerdem kann es zweckmäßig sein, die Lamellen mit einem abriebfesten Kunststoff zu überziehen, um sie auf diese Weise elektrisch gegeneinander zu isolieren.
Der Aufbau kann derart erfolgen, daß die Irisblende mit ihrem Betätigungsring ruhend zwischen Magnet und Scheibe angeordnet ist. Die Betätigung ist hierbei verhältnismäßig einfach. Es wird aber vielfach notwendig sein, die Lamellen aus einer Legierung mit einem hohen elektrischen Widerstand herzustellen, um zu verhindern, daß die Blende sich erwärmt. Es ist aber auch möglich, die Irisblende mit dem Betätigungsring mit Dauermagneten oder an der Platte zu befestigen. In diesen Fällen wird es genügen, die Lamellen aus Weicheisen herzustellen.
In der Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführungsform des Erfindungsgedankens schematisch dargestellt.
An dem Ende der Welle 1 ist ein Dauermagnetsystem befestigt, bestehend aus einer Weicheisenrückschlußplatte 2 und einem axial magnetisierten Dauermagnetring 3. Auf dem Ende der Welle 4 ist eine Platte 5 aus ferromagnetischem Werkstoff angebracht, die gegebenenfalls mit einer weiteren Scheibe gleichen Durchmessers aus einem elektrisch gut leitenden Werkstoff, z. B. Kupfer oder Aluminium, verbunden sein kann. Eine solche Anordnung einer dauermagnetisch erregten Kupplung oder Bremse ist an sich bekannt.
Wenn in den Zwischenraum zwischen dem Dauermagnetring 3 und der Platte 5 eine Ringscheibe eingebracht wird, deren Außendurchmesser den Durchmesser des Magneten 3 überragt, so wird für einen Teil des Dauermagnetflusses ein magnetischer Nebenschluß erzeugt, und die Kraftlinien kommen nicht mehr zur vollen Wirkung auf die Platte 5. Die Kuppel- bzw. Bremskraft kann variiert werden, indem Ringscheiben wechselnden Innendurchmessers zum Austausch bereitgehalten werden.
Wesentlich einfacher ist es aber, wenn gemäß einer Weiterbildung der Erfindung eine Ringscheibe verwendet wird, deren Innendurchmesser kontinuierlich veränderlich ist, und zwar insbesondere in der Form einer Irisblende 6. Im gewählten Beispiel ist die Irisblende 6 mit ihrem Betätigungsring 7 ruhend zwischen dem Magneten 3 und der Platte 5 angeordnet. Durch Betätigung des Ringes 7 können die Lamellen so verstellt werden, daß die öffnung 8 in ihrem Durchmesser kontinuierlich vergrößert und verkleinert wird.
Es ist ohne weiteres möglich, die Irisblende 6 mit dem Betätigungsring 7 am Dauermagneten 3 zu befestigen oder auch an der Platte 5. In diesen Fällen ist zwar nicht zu befürchten, daß sich die Lamellen der Irisblende erwärmen. Die mechanische Betätigung der Blende ist aber etwas umständlicher, weil auf ein sich drehendes Teil eingewirkt werden muß.
Bei einer Anordnung gemäß dem gewählten Beispiel findet eine Relativbewegung zwischen Dauermagnet und Irisblende statt, wobei sich die Lamellen infolge der entstehenden Wirbelströme erwärmen können. Wenn dies vermieden werden soll, so ist es zweckmäßig, für die Herstellung der Lamellen Legierungen zu verwenden, die einen hohen elektrischen Widerstand besitzen. Außerdem können die Lamellen an ihrer Oberfläche mit einem Kunststoffüberzug versehen werden, der für eine elektrische Isolierung zwischen den einzelnen Lamellen und damit für eine Unterbindung des Stromflusses zwischen den einzelnen Lamellen sorgt. Der überzug muß abriebfest sein, damit er den Einstellbewegungen der einzelnen Lamellen standhält.

Claims

Patentansprüche: 1. Dauermagnetisch erregte Kupplung oder Bremse, die auf der Hysterese- und/oder Wirbelstromwirkung beruht und aus axial mehrpolig magnetisierten Dauermagneten, bei denen die Pole in Umfangsrichtung miteinander abwechseln, auf dem Ende der einen und einer ferromagnetischen Platte, die gegebenenfalls mit einer weiteren Scheibe gleichen Durchmessers aus einem elektrisch gut leitenden Werkstoff, z. B. Kupfer oder Aluminium, verbunden sein kann, auf dem Ende der anderen Welle besteht, mit Mitteln zur Veränderung des die ferromagnetische Platte durchsetzenden Magnetflusses, g e - kennzeichnet durcheineimLuftspaltzwisehen Dauerniagnet (3) und Platte (5) eingesetzte, in ihrem Innendurchmesser wählbare Ringscheibe aus ferromagnetischem Werkstoff.
2. Kupplung oder Bremse nach Ansprach 1, gekennzeichnet durch eine Ringscheibe, deren Innendurchmesser kontinuierlich veränderlich ist, insbesondere in Form einer an sich bekannten Irisblende (6). 3. Kupplung oder Bremse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Irisblende (6) mit ihrem Betätigungsring (7) ruhend zwischen dem Magneten (3) und der Platte (5) angeordnet ist. 4. Kupplung oder Bremse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Irisblende (6) mit dem Betätigungsring (7) am Dauerinagneten (3) oder an der Platte (5) befestigt ist. 5. Kupplung oder Bremse nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Lamellen der Irisblende mit abriebfestem Kunststoff überzogen sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1035 265; britische Patentschrift Nr. 854 190.