DE897588C

DE897588C - Vorrichtung zur Kraftuebertragung

Info

Publication number: DE897588C
Application number: DEE3690A
Authority: DE
Inventors: Herbert Dr Phil Falderbaum; Theodor Dipl-Ing Thierfelder
Original assignee: Elektro Mechanik GmbH; ELMEG Elektro Mechanik GmbH
Current assignee: Elektro Mechanik GmbH; ELMEG Elektro Mechanik GmbH
Priority date: 1951-05-03
Filing date: 1951-05-03
Publication date: 1953-11-23

Description

Vorrichtung zur Kraftübertragung Es sind Vorrichtungen zur Kraftübertragung zwischen zwei drehbaren Kupplungsteilen oder einem drehbaren und einem feststehenden. Kupplungsteil bekannt, bei, denen durch die magnetischen Kraftlinien eines Magnetfeldes zwei Kupplungsflächen an.einandergepreß.t werden. Derartige Magnetkupplungen bzw. -bremsen erfordern verschiebbare oder verschwenkbare Teile, die den Aufbau umständlich gestalten und eine gewisse Wartung voraussetzen. Zum gleichen Zweck sind Magnetpulverkupplungen und -bremsen bekannt, die die Versteifung des Magnetpulvers in einem magnetischen Feld benutzen, um das Drehmoment zu übertragen. Kupplungen bzw. Bremsen dieser Art benötigen keine verschiebbaren oder verschwenkbaren Teile. Sie erfordern aber eine gute Abdichtung gegenüber den Lagern sowie eine genaue Einhaltung des Mischungsverhältniss @es von Magnetpulver und dem als Träger desselben dienen.-den Öl oder Graphit.
Die Erfindung gibt eine Vorrichtung zur Kraftübertragung an, die die Vorteile der bekannten Magnetpulverkupplung aufweist, ohne jedoch deren Nachteile in Kauf zu nehmen. Das Kennzeichen dieser erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht im wesentlichen darin, daß die Kraftübertragung über Abstützflächen der beiden Kupplungsteile erfolgt, wobei diese Abstützflächen im Bereich eines Magnetfeldes liegen.
Eine solche Vorrichtung benötigt keine verschiebbaren oder verschwenkbaren Teile. Sie erfordert auch nicht die Füllung mit einem magnetisierb, aren Pulver, und die Schwierigkeiten der Abdichtung sowie die Einhaltung eines genauen Mischungsverhältnisses sind damit vermieden. Kommt das Magnetfeld zur Wirkung, so ergibt sich unter dem Einfluß der magnetischen Kraftlinien sowie unter dem Einfluß des- beim Laufen entstehenden Wirbelstroms mit oder ohne Schlupf eine Kraftübertragung von dem einen auf den anderen Kupplungsteil.
Dia Abstützung der beiden Kupplungsteile kann über die Kugeln, Rollen oder Nadeln eines Wälzkörpers erfolgen. Vorzugsweise erfolgt sie über Nadellager, da bei diesen die Berührungsfläche am größten ist und so der Luftspalt zwischen den beiden Kupplungsteilen am kleinsten gehalten werden kann. Im Grenzfall können die Abstützflächen auch als Gleitlager ausgebildet sein. An Stelle der glatten Wälzkörper können gegebenenfalls auch dünne Zahnritzel verwendet werden, die sich bat entsprechender Verzahnung der beiden Kupplungsteile dann auf diesen Verzahnungen abwälzen.
Die im Magnetfeld befindlichen, zur Abstützung dienenden Lager oder Ritzel werden vorzugsweise aus magnetischem Werkstoff hergestellt. Sie können aber auch aus nichtmagnetischem Werkstoff, z. B. Kupfer, Bronze od. dgl., gefertigt werden.
Die Kupplungsteile der Vernichtung können als ineinandergreifende Zylinder oder auch als Scheiben ausgebildet sein. Die gegebenenfalls zur Abstützung dienenden Lager können dn Form von Axial-, Radial- oder Kugellagern benutzt werden. Die im Magnetfeld liegenden. Abstützflächen können im wesentlichen nur der Kraftübertragung dienen, während die eigentliche Lagerung der beiden Teile an außerhalb des Magnetfeldes liegenden Stellen erfolgt.
Das magnetische Feld kann durch eine mit Gleichstrom, Wechselstrom oder Drehstrom gespeiste Magnetspule erzeugt werden, wobei. der Strom über Schleifringe und Schleifbürsten oder auch auf induktivem Wega der Spüle: zugeführt wird. Das magnetische Feld kann gegebenenfalls auch von einem Dauermagneten erzeugt werden, wobei das Feld des Daweirmagneten mittels eines durch eine Spule erzeugten. Feldes verstärkt oder geschwächt werden kann.
Durch Veränderung der Erregung der Magnetspule hat man es in der Hand, das. von der Vorrichtung übertragene Drehmoment von Null bis zu einem Höchstwert stetig zu vershellen. Es, können weiterhin Mittel vorgesehen werden, wodurch der Abstand der Kupplungsteile voneinander verändert wird. Dies kann z. B.. durch Einschieben eines konischen Ringes geschehen. Hierdurch wird ebenfalls eine Steuerung des Drehmomentes möglich.
Die im Magnetfeld liegenden Lager können wie üblich in Fett, Öl oder einem sonstigen Schmiermittel eingebettet werden. Bei Verwendung eines magnetisierbaren Schmiermittelsi unterstützt dieses die Kupplungswirkung.
Der Anwendungsbereich der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist praktisch der gleiche wie der einer beliebigen Schalt- oder Sch;lupfküpplung.. Wird einer der Kupplungsteile an einem festen Widerlager abgestützt, so wird die Vorrichtung bei sonst gleichem .Aufbau zur Bremse. Ein besonderes Anwendungsgebleit ist das der stufenlosen Planetengetriebe, -indem die Drehzahl der Planetenträger mittels, einer erfindungsgemäßen Kupplung bzw. Bremse beliebig zwischen o und ioo °/o variiert werden kann.
Außer zu reinen Kupplungszwecken. kann. die erfindungsgemäße Vorrichtung auch zum Bremsen und Dämpfen von Schwingungen und Stößen Anwendung finden. Die Dämpfungskraft ist einstellbar und kann, den jeweiligen Beanspruchungen entsprechend angepaßt werden.
Die Zeichnung zeigt zwei: Ausführungsbeisp!iele der Erfindung in einem Längsschnitt. In beiden Fällen ist die Vorrichtung als Kupplung ausgebildet.
Bei; der Ausführung der Fig. i ist die Antriebswelle i o mit einem zylindrischen Gehäuse i i verbunden, das durch einen Deckel 12 abgedeckt ist. Das Gehäuse 11, 12 umschließt den zweiten Kupplungsteil 13, der mit der Abtriebswellei 14 verbunden isst. Die Durchführung der Welle 14 durch den, Deckel 12, ist mittels. der Dichtung 15 abgedichtet.
Die zur Erzeugung des Magnetfeldes dienende Spule 16 ist in. den inneren Kupplungsteil 13 ein--gebaut.- Im Luftspalt 17 der zylindrischen Kupplungsflächen sind zwei Reihen von Wälzkörpern 18 angeordnet, die die beiden Kupplungsteile i i und 13 als Lager aufeinander abstützen. Die im angedeuteten Magnetfeld liegenden Teile 11, 13 und i8 sind aus. magnetischem Werkstoff hergestellt, während die außerhalb des Magnetfeldes befindlichen Teile, wie beispielsweise der Deckel 12, vorteilhaft aus nichtmagnetischem Werksstoff bestehen: Bei ausgeschalteter Magnetspule 16 sind die beiden Kupplungssteile i i und 13 gegeneinander frei beweglich. Infolge der Anordnung des Wälzlagers 18 im Luftspalt sind die Reibungsverluste im Leerlauf verhältnismäßig gering, zumal das Lager, wie schon bemerkt, wie jedes normale Lager mit Fett oder Öl gefüllt sein kann. Wird die Spule 16 durch Stromzufuhr erregt, so bildet sieh ein magnetischer Fluß aus, der durch den' Kupplungsteil 13 über die eine Reihe der Wälzkörper 18, von dieser über den äußeren Kupplungsteil i i und die zweite Reihe der Wälzkörper i8 zum' inneren Kupplungsteil 13 verläuft. Je nach der Erregung der Magnetspule 16 wird das Lager 18 mehr und mehr versteift, bis der Schlupf zwischen dem äußeren Kupplungsteil i i und dem inneren Kupplungsteil 13 gleich Null ist.
Das Ausführungsbeispiel der Fig.2 unterscheidet sich von dem der Fig. i im wesentlichen dadurch, daß die mit den beiden Wellen io und 14 verbundenen Kupplungsteile i z und 13 scheübenförmig ausgestaltet ,sind. Die Spule 16 ist hier als zentrale Mittelspule in der Scheibe 1i angeordnet: Im Luftspalt 17 der Kupplungsteile i i und 13 befindet sich wiederum das Lager, das auch hier von Wälzkörpern i8 gebildet wird. Die Arbeitsweise, ist praktisch die gleiche wie beim Ausführungsbeispiel der Ei;g. i. Das bei Erregung der Magnetspule erzeugte Magnetfeld ist gestrichelt angedeutet.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Vorrichtung zur Kraftübertragung zwischen zwei drehbaren Kupplungsteilen oder einem drehbaren und einem feststehenden Kupplungsteil, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftübertragung über Abstü tzflächen der beiden Kupplungsteile erfolgt, wobei diese Abstützflächen im wesentlichen, im Bereich eines Magnetfeldes liegen. a. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die im Magnettfeld liegenden Abstützflächen der beiden Kupplungsteile von Wälzlagern, insbesonderei Nadellagern, gebildet werden. 3. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die im Magnetfeld liegenden Abstützflächen als Gleitlager ausgebildet sind. .4. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die im Magnetfeld liegende Abstützung der beiden. Kupplungsteile über Zahnritzel erfolgt, die in entsprechende Verzahnungen derbeiden Kupplungsteile eingreifen. 5. Vorrichtung nach Anspruch a bis q., dadurch gekennzeichnet, daß die im Magnetfeld liegenden, zur Abstützung der beiden" Kupplungsteil, dienenden Lager oder Kitzel ganz oder teilweise aus magnetischem Werkstoff bestehen. 6. Vorrichtung nach Anspruch a bis q., dadurch gekennzeichnet, daß die im Magnetfeld liegenden, zur Abstützung der beiden Kupplungsteile dienenden Lager oder kitzel ganz oder teilweise aus nichtmagnetischem Werkatioff bestehen. 7. Vorrichtung nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die im Magnetfeld liegenden Absbützflächen im wesentlichen zur Kraftübertragung dienen und die eigentliche Lagerung der beiden Kupplungsteile an außerhalb des, Magnetfeldes liegenden Stellen erfolgt. B. Vorrichtung nach Anspruch i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetfeld von einer mit Gleichstrom, Wechselstrom oder Drehstrom gespeisten Magnetspule erzeugt wird, wobei der Strom über Schleifringe und -bürsten oder auf induktivem Wege der Spule zugeführt wird. g. Vorrichtung nach Anspruch i bis' 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetfeld im wesentlichen von einem Dauermagneten erzeugt wird, wobei dass Feld des Dauermagneten mittels eines durch eine Spule erzeugten elektromagnetischen Feldes verstärkt oder geschwächt werden . kann. io. Vorrichtung nach Anspruch i bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetfeld stetig veränderlich ist. i i. Vorrichtung nach Anspruch i biss i o, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Abstützflächen der beiden Kupplungsteile voneinander stetig veränderlich isst. 1a. Vorrichtung nach Anspruch i biss io, dadurch gekennzeichnet, daß der- Luftspalt zwi--schen den Abstützflächen der beiden Kupplungsteile ganz oder teilweise mit einer magnetisierbaren Flüssigkeit gefüllt isst. 13. Vorrichtung nach Anspruch i bis 1a, dadurch gekennzeichnet, daß sie zur Dämpfung von Schwingungen und Stößen dient. 1q.. Vorrichtung nach Anspruch i bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Bremse für den Planetenträger eines Planetenradgetriebes dient.