DE890087C

DE890087C - Magnetkupplung mit Dauermagnet

Info

Publication number: DE890087C
Application number: DES4409D
Authority: DE
Inventors: Erich Reinhardt
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1945-02-06
Filing date: 1945-02-06
Publication date: 1953-09-17

Description

Magnetkupplung mit Dauermagnet Die Erfindung betrifft die Verbesserung einer Magnetkupplung mit Dauermagnet und besteht darin, daß der Dauermagnet als Sperrmagnet mit in Durchbrechungen seiner Sdhenkel angeordneter Auslösewiclclung ausgebildet ist. Derartige Sperrmagnete sind für andere Zwecke bereits früher vorgeschlagen worden. Der besondere Vorteil der Erfindung ist darin zu erblicken, daß von der in Durchbrechungen der Magnetschenkel angeordneten Anslösewicklung nur ein örtlich begrenztes Magnetfeld in den Schenkeln um die Durchbrechungen herum hervorgerufen und praktisch keine längsmagnetisierende Wirkung auf der Bahn des Hauptkraftflusses ausgeübt wird, so daß auch. bei noch so hohem Anwachsen des Auslösestromes keine Gefahr einer Entmagnetisierung oder Ummagnetisierung des. Dauermagnets besteht. Während wegen dieser Gefahr bei anderen Haltemagneten im Auslösestromkreis zusätzliche Widerstände zur Verhinderung von Schwankungen des Auslöses.tromes benötigt werden, .durch die der Energiebedarf für die Auslösung erhöht Wird, kann demgegenüber der Energiebedarf für dieAuslösung bei der erfindungsgemäßen Magnetkupplung kleiner gehalten werden.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. Durch die Magnetkupplung gemäß Fig. i werden die beiden Wellen i i und 12 miteinander gekuppelt. Die Kupplung -erfolgt :dadurch, d'aß eine bewegliche Kupplungsscheibe 13", die auf Führungsstiften 14. der linken Kupplungshälfte .gleiten kann, von einem in der rechten Kupplungshälfte befindlichen Magnet festgehalten wird. Der Magnet hat ein U-förmiges Schnittprofil, dessen Quersteg von einem Dauermagneteinsatz 15 mit den Polflächen N und S gebildet wird. An die Polflächen schließen sich die Schenkelstümpfe 16 und an diese die Schenkelenden 17 an, die mit besonders geformten Polschuhen versehen sind, deren Stirnseiten der als Magnetanker ausgebildeten Kupplungsscheibe 13 zugewendet sind. In .den Endstücken 17 der Magnetschenkel sind Durchbrechungen 18 vorgesehen, in denen eine Auslösewicklung angeordnet ist. Durch die Erregung der Auslösewicklung bildet sich um jede der Durchbrechungen herum ein Magnetfluß, der den Haltefluß des Dauermagnets 15 auf .der einen Seite jeder Durchbrechung, wo die Richtungen .der beiden Magnetfelder entgegengesetzt sind, schwäc'h't. Auf der anderen Seite jeder Durchbrechung, wo die beiden Magnetfelder gleiche Richtung haben., ist wegen ,der Sättigung eine Verstärkung des Magnetflusses nur in :geringerem Maße möglich. Insgesamt wird also durch die Erregung der Auslösewicklung eine Schwächung des Haltekraftflusses. hervorgerufen, so daß dieser nicht mehr zumFesthalten des Ankers 13 ausreicht und somit der letztere durch eine Abreißkraft zum Abfallen gebracht werden kann. Damit die vom Ankerluftspalt abgesperrten Kraftlinien des Dauermagnets 15 nicht völlig verschwin-.den, was zu einer dauernden, Schwächung des Magnets 15 führen könnte, ist ein magnetischer Nebenpfad mit einem schmalen Luftspalt i9 vorgesehen, über .den sich diese Kraftlinien schließen können.
Zur Verkürzung der Eigenzeit zwischen der Abgabe eines Auslösebefehls und .dem Abfallen des Ankers 13 können diejenigen Magnetteile, in denen sich der Magnetfluß bei der Auslösung ändert, das sind die durchbrochenen Enden der Magnetschenkel mit :dem magnetischen Nebenweg, geblättert ausgeführt sein. Mit besonderem Vorteil werden Bleche von hochwertigem Magnetwerkstoff mit scharf geknickter magnetischer Kennlinie und magnetischer Vorzugsrichtung für die Enden der Magnetschenkel verwendet.
Zwecks Anpassung an das kreisrunde Außenprofil derMagnetkupplung haben derDauermagnet einsatz 15 und die Schenkelstümpfe 16 die Form vom Scheiben. In, Fig. i a sind .die Umrisse dieser Teile mit strichpunktierten Linien angegeben. Der Dauermagneteinsatz 15 hat beispielsweise dieForm eines Kreisringes. Die Schenkelstümpfe sind achteckige Scheiben, an deren Seitenflächen die Schenkelenden 17 in Form von acht rechteckigen Blöcken kranzartig angesetzt sind. Dadurch wird es ermöglicht, die Teile 17 aus einander gleichen Blechschnitten zusammenzusetzen. Außerdem wiTd dadurch .das Einbringen der Auslösewicklung und die Unterbringung der Wicklungszuleitungen erleichtert.
Damit das Einkuppeln in derselben Weise elektrisch gesteuert werden kann wie das Auskuppeln, kann auch die andere Kupplungshälfte mit einem Sperrmagnet ausgerüstet sein, der beispielsweise, wie Fig. i zeigt, in derselben Weise ausgebildet sein kann wie oben beschrieben. Das bewegliche Ankersystem ist beiden Magnetsystemen gemeinsam. Der Anker ist beispielsweise mittels zweier Druckfedern 2o schwingfähig gelagert, wobei die j Gegenlager der Druckfedern 2o auf einem Ansatz 21 .der Welle i i befestigt sind. Die beiden Druckfedern 2o versuchen den Anker 13 in die Mittelstellung zwischen den beiden Sperrmagneten zu bringen. Der Anker 13 wird jedoch von einem der beiden Magnete festgehalten. Wird die Auslösewicklung dieses Magnets erregt, so läßt er den Anker 13 los, und dieser schwingt über die Mittelstellung hinaus zu dem anderen, unerregten Magnet hinüber, wo erdarm festgehalten wird. Da die Sperrwirkung der Auslösewicklung von .der Stromrichtung unabhängig ist, kann sowohl Gleichstrom als auch ein zeitlich. veränderlicher Strom, z. B. Wechselstrom, zur Auslösung verwendet werden. Es. .genügt unter Umständen schon ein kurzer Stromimpuls zur Auslösung. Für die Zuführung des Auslösestromes sind an der Kupplung gemäß Fig. i Schleifringe 22 vorgesehen.
Die Kupplungsstifte 14 können, mit dem Kupplungsglied 13 elastisch verbunden sein. Die Kupplungsscheibe 13 kann beispielsweise mit kreisbogenförmigen Schlitzen versehen sein, in denen sich die Kupplungsstifte 14 bewegen können, wobei diese Bewegungen durch elastische Glieder, wie z. B. Gummipuffer oder Zug- oder Druckfedern, gehemmt werden können.
Jede Kupplungshälfte ist mit einer kreisrunden Haube 23 versehen. Die Zwischenräume zwischen den Blechpaketen der Magnetschenkel und den Hauben 23 können mit Füllstücken 24 aus unmagnetischem Werkstoff ausgefüllt sein.
Der Sperrmagnet kann auch als Topfmagnet ausgebildet sein. Zur schwingfähigen Aufhängung des Ankers kann auch eine Anordnung mit gespannten Drahtseiten geeignet sein.
Zur Übertragung eines zeitlich veränderlichen Auslösestromes, z. B-. eines Wechselstromes oder eines Stromimpulses von einem ruhenden Erzeuger auf die umlaufende Kupplung, kann gemäß Fig. 2 ein Wandler mit einer ruhenden Primärwicklung 25 und einer mit der Kupplung umlaufenden Se@-kundärwicklung 26 vorgesehen sein. 'Der gemeinsame Kraftfiuß dieser beidenWicklungen kann sich. über die Welle i i und einen. auf dieser befestigten zweiteiligen Eisenrückschluß 27 schließen. Die ruhenden Stromzuleitungen, zur Primärwicklung sowie deren ruhende Haltevorrichtung reichen durch den Schlitz zwischen,den beiden Teilen des Eisenrückschlusses hindurch. Ein Wandler gemäß Fig. 2 kann sowohl auf der linken als auch auf der rechten Kupplungshälfte vorgesehen sein. Dadurch werden die vielfach als nachteilig empfundenen Schleifringe vermieden.
Fig. 3 zeigt eine Kupplungshälfte mit einer Einrichtung- zur selbsttätigen Auslösung .der Kupplung bei Überschreitung einer eingestellten Drehzahl. Diese Einrichtung besteht aus einem Magnetinduktor mit einem scheibenförmigen Dauermagnet 28 und daran anschließenden Schenkelteilen 29 und 30, zwischen denen auch ein magnetischer Nebenschluß mit einem schmalen Luftspalt 3i zum Schutz des Dauermagnets gegen zu starke Entmagnetisierung vorgesehen ist, und einem scheibenförmigen Magnetanker 32, der durch eine Druckfeder 33 gegen .die Polflächen des. Induktormagnets gedrückt wird. Zwischen den Magnetschenkelenden ist eine Spule 34 angeordnet. Am äußeren Umfang der Magnetschenke129 sind mehrereFliehgewichte 35 schwenkbar -gelagert, deren Fliehkraft mittels eines an ihnen starr befestigten. Hebelarmes 36 auf die Ankerplatte 32 übertragen wird und diese entgegen der Magnetkraft und der Druckkraft der Feder 33 abzureißen sucht. Dies geschieht, sobald eine gegebene bzw. in bekannter Weise eingestellte Drehzahl überschritten wird. Hierbei entsteht in der Spule 34 ein Stromstoß, der der Auslösewicklung zugeführt werden kann und eine selbsttätige Kupplung oder Entkupplung hervorruft, je nachdem, auf welcher Kupplungshälfte, der Magnetinduktor angebracht ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Magnetkupplung mit Dauermagnet, dadurch gekennzeichnet, daß der Dauermagnet als Sperrmagnet mit in Durchbrechungen seiner Schenkel angeordneter Auslösewicklung ausgebildet ist.
2. Magnetkupplung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß .der Magnetschenkelquerschnitt beiderseits der Durchbrechungen nur so stark ist, daß er durch denDauermagnetfluß etwa bis zum Knie seiner Magnetisierungskennlinie gesättigt ist.
3. Magnetkupplung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, .daß die durchbrochenen Enden der Magnetschenkel aus Blechen von hochwertigem Magnetwerkstoff mit scharf geknickter magnetischer Kennlinie und magnetischer Vorzugsrichtung zusammengesetzt sind. q..
Magnetkupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Magnetschenkel aus gleichen Blechschnitten zusammengesetzt sind, die zu mehreren rechteckigen Blöcken zusammengefaßt sind, und daß die an den Polflächen des scheibenförmigen Danermagneteinsa,tzes angeordneten Schenkelstümpfe als vieleckige Scheiben ausgebildet sind, an deren Seitenflächen .d:1" blockförmigen Schenkelenden kranzartig angesetzt sind.
5. Magnetkupplung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß jede Kupplungshälfte mit einem Sperrmagnet ausgerüstet ist und daß die beiden Sperrmagnete ein gemeinsames bewegliches Ankersystem haben.
6. Magnetkupplung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, @daß das gemeinsame Ankersystem das Kupplungsglied ist.
7. Magnetkupplung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das :gemeinsame Ankersystem schwingfähig gelagert ist. B.
Magnetkupplung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß .das Kupplungsglied mit seinem Träger elastisch verbunden ist.
9. Magnetkupplung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zur Übertragung eines zeitlich veränderlichen Auslösestromes von einem ruhenden Erzeuger auf die umlaufende Kupplung ein Wandler mit einer ruhenden Primärwicklung und einer mit der Kupplung umlaufenden Sekundärwicklung vorgesehen ist. io. Magnetkupplung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch einen Magnetinduktor, dessen beweglicher Anker einer von Flieh--gewi:chten ausgeübten Abreißkraft ausgesetzt ist, zur selbsttätigen Auslösung der Kupplung bei Überschreitung einer eingestellten Drehzahl.