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DE1188191B - Permanently magnetically excited clutch or brake - Google Patents

Permanently magnetically excited clutch or brake

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Publication number
DE1188191B
DE1188191B DED37804A DED0037804A DE1188191B DE 1188191 B DE1188191 B DE 1188191B DE D37804 A DED37804 A DE D37804A DE D0037804 A DED0037804 A DE D0037804A DE 1188191 B DE1188191 B DE 1188191B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
clutch
plate
iris diaphragm
brake
permanent magnet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DED37804A
Other languages
German (de)
Inventor
Dr-Ing Hans-Juergen Bartels
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Deutsche Edelstahlwerke AG
Original Assignee
Deutsche Edelstahlwerke AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Deutsche Edelstahlwerke AG filed Critical Deutsche Edelstahlwerke AG
Priority to DED37804A priority Critical patent/DE1188191B/en
Publication of DE1188191B publication Critical patent/DE1188191B/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K49/00Dynamo-electric clutches; Dynamo-electric brakes
    • H02K49/02Dynamo-electric clutches; Dynamo-electric brakes of the asynchronous induction type
    • H02K49/04Dynamo-electric clutches; Dynamo-electric brakes of the asynchronous induction type of the eddy-current hysteresis type
    • H02K49/046Dynamo-electric clutches; Dynamo-electric brakes of the asynchronous induction type of the eddy-current hysteresis type with an axial airgap

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dynamo-Electric Clutches, Dynamo-Electric Brakes (AREA)

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.Permanent magnetically excited clutch or brake The invention relates to permanently magnetically excited clutches or brakes that act on the hysteresis and eddy currents are based and made of axially multi-pole magnetized permanent magnets, in which the poles alternate with one another in the circumferential direction, one ferromagnetic on the end and one ferromagnetic Plate consist on the end of the other shaft, the ferromagnetic plate possibly with a further disk of the same diameter from an electrical highly conductive material, e.g. B. copper or aluminum, can be connected with means to change the magnetic flux passing through the plate.

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.In these known devices there is an axially niagnetized Permanent magnet attached to the end of one shaft and a ferromagnetic one Plate on the end of the other shaft opposite. The effect of the clutch or brake is based on the fact that eddy currents are excited in the plate made of ferromagnetic material be, or on the fact that if a material with permanent magnetic for the plate Properties is used, a magnetization reversal takes place. In many cases both effects occur side by side.

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.While electromagnetically excited clutches or brakes in their Effect, can be changed by turning the current on and off or over a variable resistor is fed, such a control of the clutch or braking effect is not possible with permanent non-magnetic excitation. At most it can the axial distance between the permanent magnet and the disc can be changed, but this is shown in in most cases for mechanical reasons of the structure or the overall arrangement not possible.

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.In permanent magnetic clutches of the type mentioned above, one has a change in the magnetic transmission force has already been achieved that the magnetization state of the permanent magnet by intermittent magnetization or demagnetization is changed by means of magnetizing coils placed around the permanent magnet. One Such a measure requires a considerable amount of electrical equipment and also cannot be used effectively with all permanent magnetic materials.

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.There are already multi-lane permanent magnet brake magnet systems known in which a soft magnetic shunt body adjustable in a hollow cylinder regulates the braking force. The shunt body is in the known arrangements in Permanent magnet system built in itself and required to operate the control device touching the magnet system during operation.

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.The purpose of the invention is to reduce the clutch or brake effect in the case of permanent magnetic To make excitation controllable without it being necessary to adjust the axial distance of Permanent magnet and plate change and without the permanent magnet system itself, in particular if it is in motion, touching it or having to stop it.

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.This is the case with a permanently magnetically excited clutch or brake of the type mentioned according to the invention by an air gap between the Permanent magnets and the ferromagnetic plate inserted in their inner diameter Selectable washer made of ferromagnetic material achieved. The smaller the inside diameter the ring disc is chosen, the more effective? -Is the magnetic shunt, which is built up in this way in the air gap between the permanent magnet and the plate, As a result, the lower the magnetic flux that flows across the ferromagnetic Plate can be effective for the purpose of coupling or braking.

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.In a further embodiment of the invention, it is proposed to use an annular disk, the inner diameter of which is continuously variable, in particular in the form of an iris diaphragm known per se. When the diaphragm is fully open, the lines of force should pass unhindered from the permanent magnet to the plate, while in all other positions the lamellas of the iris diaphragm produce a more or less effective shunt for the air gap flow of the permanent magnet. In the simplest case, the lamellae of the iris diaphragm can consist of soft iron or - if it is necessary to suppress the formation of eddy currents in the iris diaphragm - they are made of ferromagnetic alloys that have a relatively high electrical resistance. Alloys of this type are known per se; For example, iron-silicon alloys, as are customary in electrical engineering, can be used. In addition, it can be useful to cover the slats with an abrasion-resistant plastic in order to insulate them electrically from one another in this way.

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.The construction can be done in such a way that the iris diaphragm with its actuating ring is arranged resting between the magnet and the disc. The operation here is proportionate simple. In many cases, however, it will be necessary to use an alloy for the lamellae with a high electrical resistance to prevent the Aperture heats up. But it is also possible to use the iris diaphragm with the actuating ring to be fixed with permanent magnets or on the plate. In these cases it will be sufficient to make the slats out of soft iron.

In der Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführungsform des Erfindungsgedankens schematisch dargestellt.In the drawing is a preferred embodiment of the inventive concept shown schematically.

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. At the end of the shaft 1 , a permanent magnet system is attached, consisting of a soft iron back yoke plate 2 and an axially magnetized permanent magnet ring 3. On the end of the shaft 4, a plate 5 made of ferromagnetic material is attached, which optionally with another disk of the same diameter from an electrically good conductive material, e.g. B. copper or aluminum, can be connected. Such an arrangement of a permanently magnetically excited clutch or brake is known per se.

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.If an annular disk is inserted into the space between the permanent magnet ring 3 and the plate 5 , the outer diameter of which exceeds the diameter of the magnet 3 , a magnetic shunt is generated for part of the permanent magnetic flux, and the lines of force no longer have their full effect on the plate 5. The coupling or braking force can be varied by keeping ring disks of changing inside diameter ready for exchange.

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.It is far simpler but if a development of the invention is used a washer according whose inner diameter is continuously variable, in particular in the form of an iris diaphragm 6. In the example chosen, the iris 6, with its operating ring 7 resting between the magnet 3 and the plate 5 arranged. By actuating the ring 7 , the slats can be adjusted so that the opening 8 is continuously enlarged and reduced in diameter.

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.It is easily possible to attach the iris diaphragm 6 with the actuating ring 7 to the permanent magnet 3 or also to the plate 5. In these cases there is no fear that the lamellae of the iris diaphragm will heat up. The mechanical actuation of the diaphragm is a bit more complicated because a rotating part has to be acted upon.

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.In an arrangement according to the selected example, there is a relative movement between the permanent magnet and the iris diaphragm, whereby the lamellae expand as a result of the resulting Eddy currents can heat up. If this is to be avoided, it is advisable to to use alloys for the production of the lamellas, which have a high electrical power Have resistance. In addition, the slats on their surface with a Plastic coating can be provided for electrical insulation between the individual lamellas and thus to prevent the flow of current between them the individual slats. The coating must be abrasion-resistant so that it can withstand the adjustment movements of the individual slats.

Claims (2)

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. Claims: 1. Permanently magnetically excited clutch or brake, which is based on the hysteresis and / or eddy current effect and consists of axially multi-pole magnetized permanent magnets, in which the poles alternate with one another in the circumferential direction, on the end of one and a ferromagnetic plate, optionally with a Another disc of the same diameter made of a material that conducts electricity well, e.g. B. copper or aluminum, can be connected, on the end of the other shaft, with means for changing the magnetic flux penetrating the ferromagnetic plate, g e - characterized by an in the air gap between the permanent magnet (3) and plate (5) used, selectable in its inner diameter ring disc made of ferromagnetic material. 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. 2. Clutch or brake according to spoke 1, characterized by an annular disc, the inner diameter of which is continuously variable, in particular in the form of an iris diaphragm (6) known per se. 3. clutch or brake according to claim 2, characterized in that the iris diaphragm (6) with its actuating ring (7) is arranged resting between the magnet (3) and the plate (5) . 4. clutch or brake according to claim 2, characterized in that the iris diaphragm (6) is attached to the actuating ring (7) on the permanent magnet (3) or on the plate (5). 5. clutch or brake according to claim 3 and 4, characterized in that the individual lamellae of the iris diaphragm are coated with abrasion-resistant plastic. Documents considered: German Auslegeschrift No. 1035 265; British Patent No. 854 190.
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