PL189821B1

PL189821B1 - Sprzęgło magnetyczne

Info

Publication number: PL189821B1
Application number: PL98335230A
Authority: PL
Inventors: Karl.J. Lamb
Original assignee: Magna Force
Priority date: 1997-02-20
Filing date: 1998-02-20
Publication date: 2005-09-30
Also published as: PT962044E; IL151507A; CA2280684C; KR100526909B1; JP4205171B2; CZ300180B6; NO994004D0; US5834872A; CN1248354A; WO1998037617A1; BR9808649A; HU223170B1; IL131468A0; IL151507A0; AU731327B2; EP1361648A2; HUP0001450A3; EP0962044A1; NZ337242A; SG99949A1

Abstract

1. Sprzeglo magnetyczne zawierajace obrotowe waly pierwszy i drugi, majace os obrotu, grupe dwóch wirników magnetycz- nych w osiowym odstepie, z których kazdy zawiera odnosny zestaw magnesów, grupe dwóch wirników przewodzacych, rozmiesz- czonych w osiowym odstepie, z których kazdy ma niezelazny pierscien przewodzacy prad, oddzielony szczelina powietrzna od odpo- wiedniego zestawu magnesów, znamienne tym, ze odleglosc pomiedzy wirnikami (26, 27) pierwszej z grup jest stala i grupa ta jest za- montowana na pierwszym wale (20), przy czym wirniki (24, 25) drugiej grupy sa osa- dzone koncentrycznie na drugim wale (21), i osadzone przesuwnie osiowo wzgledem siebie wzdluz drugiego walu (21), oraz zawiera ele- menty przeciwsobne osiowo-przesuwnie pola- czone z pierwszym wirnikiem (24) w drugiej grupie wirników i drugim wirnikiem (25) w drugiej grupie wirników. Fig. 1 PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sprzęgło magnetyczne stosowane w układach napędowych zwłaszcza wentylatorów, dmuchaw, pomp i kompresorów.

Silniki indukcyjne stosuje się na przykład do napędzania wentylatorów, dmuchaw, pomp i kompresorów. Zauważono, że jeżeli takie silniki pracujące z pełną prędkością mają zwiększoną wydajność w porównaniu do wymagań obciążenia i ta zwiększona wydajność zostaje skumulowana, gdy obciążenie jest zmienne. Zauważono również, że jeżeli oddawaną moc silników można byłoby tak wyregulować, aby dostarczały tylko moc wymaganą, wystąpiłoby znaczne zmniejszenie zużycia energii. Dlatego skonstruowano napędy o zmiennej prędkości (VSD Variable Speed Drive) w postaci urządzeń elektronicznych, które dostosowują prędkość silnika do danego zastosowania. Typowy napęd o zmiennej prędkości prostuje dochodzące napięcie prądu zmiennego na prąd stały, następnie z powrotem przekształca prąd stały na zmienny o innym napięciu i częstotliwości. Wyjściowe napięcie i częstotliwość są określone przez rzeczywiste wymagania energetyczne i są ustawiane automatycznie przez system sterujący albo przez operatora.

Dotychczas napędy o zmiennej prędkości były na ogół tak drogie, że nie stosowano ich szeroko dla oszczędzania energii. Okazało się, że napędy o zmiennej prędkości wymagają dobrze wyszkolonego personelu obsługującego i skracają żywotność silnika.

W dokumencie US 5 477 094 jest pokazane sprzęgło magnetyczne, w którym zespół wirnika magnetycznego zawiera dwa wirniki przewodzące, które są połączone ze sobą. aby obracać się jako zespół wirnika przewodzącego na jednym wale, a zespół wirnika magnetycznego jest tak zamontowany, że obraca się na drugim wale. Zespół wirnika magnetycznego ma zestaw magnesów trwałych rozmieszczonych tak, że ich przeciwne bieguny są oddzielone przez szczeliny powietrzne od zawierających żelazo pierścieni przewodzących prąd, zamontowanych na odnośnych wirnikach przewodzących. Obrót jednego z dwóch wałów powoduje obrót drugiego wału wskutek oddziaływania magnetycznego bez istnienia bezpośredniego połączenia mechanicznego pomiędzy wałami.

Powyższy dokument ujawnia również pomysł stosowania dwóch wirników magnetycznych zamiast zespołu pojedynczego wirnika magnetycznego, przy czym każdy wirnik magnetyczny ma odnośny zestaw magnesów trwałych oddzielonych przez szczelinę powietrzną od jednego z elementów przewodzących prąd, występujących na wirnikach przewodzących. Dwa wirniki magnetyczne są ruchome w osi względem siebie i sprężynowe odchylone od siebie.

Przedmiotem wynalazku jest sprzęgło magnetyczne zawierające obrotowe wały pierwszy i drugi, mające oś obrotu, grupę dwóch wirników magnetycznych w osiowym odstępie, z których każdy zawiera odnośny zestaw magnesów, grupę dwóch wirników przewodzących

189 821 w osiowym odstępie, z których każdy ma nieżelazny pierścień przewodzący prąd, oddzielony szczeliną powietrzną od odpowiedniego zestawu magnesów, charakteryzujące się tym, że odległość pomiędzy wirnikami pierwszej z grup jest i grupa ta jest zamontowana na pierwszym wale, przy czym wirniki drugiej grupy są w zależności koncentrycznej od drugiego wału, i osadzone przesuwnie osiowo względem siebie wzdłuż drugiego wału, oraz zawiera elementy przeciwsobne do osiowego przesuwania pierwszego wirnika w drugiej grupie wirników na wybraną odległość w wybranym kierunku osiowym i do osiowego przesuwania drugiego wirnika w drugiej grupie wirników na odległość równą wybranej odległości, w kierunku osiowym przeciwnym do wybranego kierunku osiowego.

Korzystnie piąty wirnik jest przymocowany do drugiego wału w miejscu pomiędzy wirnikami drugiej grupy wirników i w którym część elementów przeciwsobnych stanowi mechanizm podtrzymywany przez piąty wirnik.

Korzystnie mechanizm elementów przeciwsobnych zawiera zespół wahadłowy, który jest zamontowany centralnie i wahadłowo na piątym wirniku i ma przeciwne końce łączące się ślizgowo z dwoma wirnikami, w drugiej grupie wirników.

Korzystnie druga grupa wirników jest zamontowana ślizgowo na piątym wirniku.

Korzystnie wirniki z jednej grupy są wirnikami przewodzącymi, z których każdy ma pierścień przewodzący prąd uchwycony przez odpowiedni pierścień wentylacyjny zawierający żelazo, oraz w którym wirniki z drugiej grupy są wirnikami magnetycznymi, z których każdy ma sąsiednie magnesy ze swojego zestawu magnesów trwałych rozmieszczone z odwróconymi biegunami, a każdy zestaw jest zamontowany na dysku montażowym, zawierającym element podpierający zawierający żelazo obejmowany przez magnesy tego zestawu.

Korzystnie elementy przeciwsobne zawierają pierwszy mechanizm do selektywnego przesuwania pierwszego wirnika w drugiej grupie osiowo na wybraną odległość i w wybranym kierunku, oraz zawierają drugi mechanizm umieszczony pomiędzy wirnikami drugiej grupy do przesuwania drugiego wirnika w drugiej grupie osiowo na tą wybraną odległość w kierunku przeciwnym do wybranego kierunku.

Korzystnie drugi mechanizm zawiera piąty wirnik zamontowany na wale pomiędzy wirnikami w drugiej grupie, oraz zawiera wahadłowe zespoły, z których każdy jest zamontowany centralnie i obrotowo na piątym wirniku i przesuwnie połączony z wirnikami w drugiej grupie.

Korzystnie przegubowe zawieszenie każdego zespołu wahadłowego na piątym wirniku znajduje się na odpowiedniej osi obrotu usytuowanej radialnie względem osi obrotu drugiego wału, z tym że każdy zespół wahadłowy jest zaczepiony o zespoły wirnika w drugiej grupie na miejscach będących w równej odległości od osi obrotu drugiego wału.

Korzystnie każdy zespół wahadłowy ma krzywkowe otwory na swoich końcach, a wirniki w drugiej grupie mają odpowiadające wałki wchodzące do tych otworów.

Korzystnie każdy zespół ma położenie cofnięte w jednej płaszczyźnie z piątym wirnikiem dla szczelin powietrznych maksymalnych oraz ma położenia wyciągnięte dla szczelin mniejszych.

Korzystnie jeden z wirników na pierwszym wale jest oddzielony radialnie przez pierścieniowy otwór od drugiego wału, a mechanizm przeciwsobny przechodzi poprzez ten otwór do pierwszego z pozostałych wirników od mechanizmu sterującego.

Korzystnie mechanizm sterujący jest połączony z mechanizmem przeciwsobnym.

Korzystnie mechanizm przeciwsobny zawiera pierwszy element zamontowany przesuwnie osiowo, oraz drugi element o uniemożliwionym ruchu osiowym i połączony z pierwszym elementem.

Korzystnie połączenie pomiędzy elementami pierwszym i drugim stanowi szczelina krzywkowa w jednym z elementów i dopełniający wałek krzywkowy przechodzący przez szczelinę i zamontowany na drugim z elementów.

Korzystnie drugi element ma wystające z niego ramię dźwigni i do ramienia dźwigni podłączony jest siłownik do regulacji szerokości szczelin powietrznych.

Niniejszy wynalazek dotyczy sprzęgieł z magnesem trwałym, typu mającego magnetyczny wirnik na jednym wale oddzielonym przez szczelinę powietrzną od przewodzącego wirnika na drugim wale, przy czym przewodzący wirnik ma element zawierający żelazo

189 821 i przewodzący prąd, umieszczony naprzeciw magnesów znajdujących się na wirniku magnetycznym.

Bardziej dokładnie, wynalazek dotyczy regulacji szczeliny powietrznej.

Zadaniem niniejszego wynalazku jest dostarczenie mechanicznej alternatywy dla napędu o zmiennej prędkości, która jest znacznie bardziej oszczędna, automatycznie utrzyma ustaloną prędkość obciążenia przy zmianie wymagań co do obciążenia i nie będzie wymagać modyfikacji silnika elektrycznego albo regulacji wejściowego napięcia lub częstotliwości. Kolejnym zadaniem jest dostarczenie sprzęgacza z magnesem trwałym, który będzie działał zamiast napędu o zmiennej prędkości bez przegrzewania.

W niniejszym wynalazku wirniki magnetyczne są trwale umocowane względem siebie tak, aby zmieniały automatycznie swoje położenie osiowe na żądanie z punktu zdalnego sterowania, aby regulując szczelinę powietrzną dostarczać zmienny moment obrotowy z silnika o stałej prędkości dla obciążenia ze zmiennym momentem obrotowym przy stale utrzymywanej mniejszej prędkości.

Zamiast odchylania sprężynowego dwóch wirników magnetycznych tak jak omówiono powyżej, według niniejszego wynalazku położenia wirników magnetycznych są sterowane ze stacjonarnego mechanizmu sterującego, który komunikuje się z mechanizmem regulującym działającym na wirnikach magnetycznych, żeby selektywnie przesuwać je do siebie, aby poszerzyć szczeliny powietrzne, albo odsuwać je od siebie, aby zawężyć szczeliny powietrzne. Regulując szczeliny zmienia się rotacyjny poślizg pomiędzy zespołami wirnika magnetycznego i zespołami wirnika przewodzącego dla danego obciążenia momentu obrotowego i przez to wpływa się na prędkość obciążenia. Dla danego obciążenia momentu obrotowego szczeliny powietrzne można tak wyregulować, aby dostarczać moment obrotowy przy ustalonej różniczce prędkości obrotowej poniżej prędkości silnika.

Zakładając, że wielkość momentu obrotowego silnika przy założonej prędkości roboczej silnika jest adekwatna do obciążenia, okazało się, że ponieważ moc wyjściowa silnika automatycznie dopasowuje się do zapotrzebowania na moc przy obciążeniu, oszczędza się dużo energii. Ponadto w niniejszym wynalazku zwykła różniczka prędkości (poślizg) pomiędzy wirnikami magnetycznymi i wirnikami przewodzącymi nie powoduje przegrzewania.

Środki regulacyjne według niniejszego wynalazku mogą na przykład mieć taką postać, że jeden z wirników magnetycznych jest przesuwany osiowo, na przykład przez zwrotny serwosilnik, a drugi wirnik magnetyczny jest odpowiednio przesuwany osiowo na podobną odległość przez mechanizm działający pomiędzy wirnikami magnetycznymi. Mechanizm może zawierać centralny element wirnikowy zamontowany na wyjściowym wale i mający zespoły wahadłowego ramienia zamontowane wahadłowo centralnie na centralnym elemencie wirnika i zamontowane ślizgowo względem wirników magnetycznych na końcach wahadłowych ramion, tak, że wirniki magnetyczne przesuwają się jednakowo w przeciwnych kierunkach osiowych zawsze, gdy jeden z wirników magnetycznych jest przesuwany osiowo. Jest korzystne, aby wirniki magnetyczne były zamontowane ślizgowo na czopach wystających z centralnego elementu wirnikowego równolegle względem wału wyjściowego, ale wirniki magnetyczne można zamontować ślizgowo bezpośrednio na wale wyjściowym.

Przedmiot wynalazku, w przykładach wykonania, został bliżej objaśniony na załączonym rysunku, na którym fig. 1 przedstawia wzdłużny przekrój pierwszego przykładu wykonania wynalazku pokazanego w położeniu z dużą szczeliną powietrzną, wykonany według linii 1-1 na fig. 5, fig. 2 - pierwszy przykład wykonania, w perspektywie, bez wirników przewodzących i ukazujący mechanizm regulacji szczeliny powietrznej tak wydłużony, że wirniki magnetyczne są w położeniu z wąską szczeliną powietrzną, fig. 3 - rzut odpowiadający fig. 2, fig. 4 - rzut podobny do fig. 3, ale z cofniętym mechanizmem regulacji szczeliny powietrznej, tak że wirniki magnetyczne są w położeniu z dużą szczeliną powietrzną, fig. 5 - przekrój poprzeczny według linii 4-4 z fig. 4, fig. 6 - widok końcowy lewego wirnika magnetycznego, oglądanego patrząc w prawo na fig. 1 z usuniętymi magnesami, fig. 7 - mechanizm krzywki bębnowej i odnośne widełki, w perspektywie, fig. 8 - przekrój wzdłużny drugiego przykładu wykonania pokazanego w położeniu z dużą szczeliną powietrzną, natomiast fig. 9 przedstawia w perspektywie jeden z pierścieni wentylacyjnych.

189 821

Odnosząc się do rysunku, współosiowe wały 20-21 wejściowy i wyjściowy mają zamontowany zespół wirnika przewodzącego i parę wirników 24-25 magnetycznych. Zespół 22 wirnika przewodzącego ma dwa oddalone osiowo wirniki 26-27 przewodzące mające odnośne pierścienie 28-29 przewodzące skierowane do siebie i wykonane z materiału nieżelaznego 0 dużej przewodności elektrycznej, takiego jak miedź. Te pierścienie 28-29 przewodzące są zamontowane śrubami na odpowiednich pierścieniach 32-33 podpierających, które korzystnie są z miękkiej stali. Zespół 22 wirnika przewodzącego zawiera również wirnikowy dysk 34 zamontowany sworzniami 35 na piaście 36 i oddzielony osiowo od wirnika przewodzącego 26 przez szczelinę wentylacyjną 37. Pierścienie podpierające 32-33 są połączone ze sobą i z dyskiem 34 z odstępami osiowymi przez zestawy 38-38' sworzni przymocowane na gwintach do tulei 39-39' oddzielających rozmieszczonych na zewnątrz orbit wirników magnetycznych 24-25. Wirnik 27 przewodzący jest oddzielony od wału wyjściowego 21 przez kołową przestrzeń 40 oddzielającą. Piasta 36 jest zamontowana na wale wejściowym 20 połączeniem typu klinowego albo wpustowego.

Każdy z wirników 24-25 magnetycznych ma nieżelazny dysk 42 montażowy podpierany przez dysk 43 podpierający zawierający żelazo, korzystnie ze stali miękkiej. Dyski montażowe 42 mogą być z aluminium albo odpowiedniego niemagnetycznego kompozytu, każdy jest wykonany z zestawem prostokątnych wycięć 44 w jednakowych odstępach i ułożonych w koło, do których wchodzi odpowiadający zestaw magnesów 46 trwałych osadzonych na odpowiednim dysku 43 podpierającym. Sąsiednie magnesy są odwrotnie spolaryzowane. Magnesy 46 są oddzielone szczelinami 48-48' powietrznymi od pierścieni 28-29 przewodzących zespołu wirnika 22 przewodzącego.

Korzystnie dysk 34 jest wykonany z otworami 47 wentylacyjnymi, pomagającymi w obiegu powietrza poprzez otwór, 37 wentylacyjny i szczelinę 48 powietrzną dla chłodzenia pierścienia 29 przewodzącego. Powietrze chłodzące z pierścienia 28 przewodzącego może wchodzić swobodnie do szczeliny 48 powietrznej z przestrzeni oddzielającej. Wirniki 26-27 przewodzące mogą być również wyposażone w zamontowany na śrubach pierścień 49 wentylacyjny (fig. 9) mający wiele łopatek 49a wentylacyjnych, aby zwiększyć przepływ powietrza w sąsiedztwie pierścieni 27, 28 przewodzących dla chłodzenia. Jest zrozumiałe, że dostarczanie dodatkowej wentylacji dla chłodzenia pierścienia 28 przewodzącego za pomocą przestrzeni wentylacyjnej 37 i/lub otworów wentylacyjnych 47 albo łopatek 49a wentylacyjnych nie musi być potrzebne dla wszystkich zastosowań i w tym przypadku pierścień 32 podpierający można zamontować na dysku 34 wirnikowym albo pierścień 28 przewodzący można zamontować bezpośrednio na dysku 34 wirnikowym, który mógłby wtedy służyć jako zawierająca żelazo podpora dla pierścienia 28 przewodzącego zamiast pierścienia 32 podpierającego.

Według niniejszego wynalazku wirniki 24, 25 magnetyczne są zamontowane tak, aby obracały się zgodnie z wałem 21 wyjściowym i były również ruchome osiowo względem siebie w przeciwnych kierunkach osiowych dla regulacji szczelin 48-48' powietrznych. W tym celu wirniki 24-25 magnetyczne, korzystnie montuje się ślizgowo na tulejach 50 na przeciwnych osiowych częściach końcowych połączonych czopów 51 podpierających i prowadzących. Te czopy 51 wystają w przeciwnych kierunkach osiowych z piątego wirnika 52, który jest zamontowany na wale wyjściowym 21 w połowie drogi pomiędzy pierścieniami 28-29 przewodzącymi. W alternatywnym układzie wirniki 24-25 magnetyczne mogą być zamontowane ślizgowo na wale 21 wyjściowym zamiast na czopach 51.

Stosuje się elementy przeciwsobne, aby przesuwać wirniki 24-25 magnetyczne osiowo i zgodnie ze sobą wzdłuż osi obrotu wielowypustowego wału 21 wyjściowego w przeciwnych kierunkach, aby zmieniać szerokość szczelin 48-48' powietrznych. Elementy mogą zawierać pierwszy mechanizm przeciwsobny biegnący przez otwór 40, aby osiowo przesuwać wirnik 25 magnetyczny oraz drugi mechanizm przeciwsobny biegnący pomiędzy wirnikami 24-25 magnetycznymi, aby przesuwać wirnik 24 magnetyczny w odpowiedzi na przesunięcie wirnika 25 magnetycznego przez pierwszy mechanizm. W pokazanym przykładzie wykonania drugi mechanizm zawiera piąty wirnik 52 i odnośne czopy 51.

Piąty wirnik 52 może mieć w zasadzie kwadratowy kształt w górnej części, z czterema zewnętrznymi stronami bocznymi 52a, z których każda ma wystające radialnie centralne ucho 53. Te ucha 53 są wykonane z nagwintowanymi radialnymi otworami przelotowymi bie189 821 gnącymi w kierunku wału 21 od ich zewnętrznych końców i wchodzą do nich ramieniowe sworznie 54, na które nałożone są panewki 55. Do panewek 55 wchodzą centralne części piasty zespołów 56 wahadłowych, z których każdy ma parę ramion wahadłowych z otworami krzywkowymi 57 wykonanymi w sąsiedztwie ich zewnętrznych końców. W otworach krzywkowych przesuwa się wałek 58 popychacza krzywkowego. Każdy wałek 58 wystaje na zewnątrz z kołka 59 montażowego, który jest przymocowany w odpowiednim bloku 60 wystającym w kierunku piątego wirnika 52 z dysku 42 montażowego odpowiedniego wirnika 24-25 magnetycznego. Bloki 60 mogą być zamontowane na dyskach 42 za pomocą pary śrub 60a zatyczkowych. Gdy wirniki 24 -25 magnetyczne są cofnięte na maksymalną odległość osiową od wirników 26-27 przewodzących, jak pokazuje fig. 1, odpowiednia para bloków biegnie na przeciwległych bokach każdego ucha 53 piątego wirnika 52, tak że zespoły 56 wahadłowe będą wtedy w jednej płaszczyźnie z piątym wirnikiem 52, jak pokazują fig. 4-5. Ten zwięzły układ umożliwia minimalizację długości sprzęgacza.

W opisanym układzie szczelinowego wahacza i wałka popychacza jest widoczne, że gdy wirnik 25 magnetyczny zostanie odsunięty od wirnika 27 przewodzącego, aby zwiększyć szerokość szczeliny 48' powietrznej, zespoły 56 wahadłowe w odpowiedzi odchylą się na centralnych sworzniach 54, tak że ich końce przesuną się wahadłowo do piątego wirnika 52. Podczas tego ruchu wahadłowego wałki 58 przesuwają się w szczelinach 57 do ich wewnętrznego końca i w rezultacie wirnik 24 magnetyczny jest dosuwany do piątego wirnika 52, przez co zwiększa się szerokość szczeliny 48 powietrznej do tego samego stopnia, co szerokość szczeliny 48' powietrznej jest zwiększona przy przesunięciu wirnika 25 magnetycznego. Podobnie, gdy wirnik 25 magnetyczny zostanie dosunięty do wirnika 27 przewodzącego, aby zmniejszyć szerokość szczeliny 48' powietrznej, zespoły 56 wahadłowe będą się odpowiednio przesuwać wahadłowo na sworzniach 54, tak że ich końce oddalą się od piątego wirnika 52, powodując, że wirnik 25 magnetyczny zostanie dosunięty do wirnika 26 przewodzącego i znniejszy się szczelina 48 powietrzna odpowiednio do zmniejszenia szczeliny 48' powietrznej.

Dosuwanie i odpychanie wirnika 25 magnetycznego, aby zmieniać szerokość szczelin 48-48' powietrznych uzyskuje się korzystnie przy użyciu krzywki 61 bębnowej, który ma wewnętrzny element 62 bębnowy otoczony zewnętrznym elementem 63 bębnowym. Wewnętrzny element 62 jest zamontowany na zespole 64 łożyskowym na wale 21 wyjściowym, a zewnętrzny element 62 ma część 63a szyjkową w odstępie od wału 21 wyjściowego i podtrzymuje łożysko 65 oporowe, które ma zewnętrzny pierścień osadzony na wewnętrznym radialnym końcu wirnika 25 magnetycznego.

Pokrywa 66 łożyska umocowana śrubami 67 do dysku wirnika 25 magnetycznego przytrzymuje łożysko 65 oporowe i uszczelki 68. Wewnętrzny element bębnowy 62 ma zestaw wałków 70 krzywkowych, które wystają radialnie na zewnątrz do zakrzywionych szczelin 71 krzywkowych w zewnętrznym elementu 63 bębnowego. Obrót zewnętrznego elementu 63 bębnowego jest uniemożliwiany przez jarzmo 72 (fig. 7) z ramionami 72a połączonymi obrotowo w sąsiedztwie ich zewnętrznych końców przez wałki biegnące przez otwory 73 w zewnętrznych bębnie od wałków 74 krzywkowych zamontowanych w ramionach jarzma. Jarzmo 72 ma parę dolnych odgałęzień 72b wykonanych z otworami 75 o zwiększonym rozmiarze, do których wchodzą wałki 74 krzywkowe zamontowane na kołkach wystających na zewnątrz ze stacjonarnego bloku 77 montażowego.

Ramię 78 siłownika wystaje na zewnątrz z wewnętrznego elementu 62 bębnowego i jest przykręcone w dowolny odpowiedni sposób, aby sterować szczelinami 48, 48' powietrznymi. Przekręcenie wewnętrznego elementu 62 bębnowego za pomocą siłownika w jednym kierunku powoduje ruch wzdłużny zewnętrznego elementu 63 bębnowego odpowiadający przesunięciu wałków 70 krzywkowych w szczelinach 71 krzywkowych, które mają odpowiedni kształt, aby uzyskać ten rezultat. Otwory 75 w odgałęzieniach jarzma 72b mają rozmiar odpowiednio większy niż wałki 76, aby umożliwić żądany ruch wzdłużny zewnętrznego elementu 63 bębnowego gdy jarzmo przesunie się wahadłowo w odpowiedzi na taki ruch.

Wzdłużny ruch zewnętrznego elementu 63 bębnowego działa poprzez łożysko 65 oporowe, odpowiednio dosuwając albo odciągając wirnik 25 magnetyczny. Jak opisano uprzednio, powoduje to jednakowy ruch wzdłużny drugiego wirnika 24 magnetycznego w przeciwnym kierunku poprzez odpowiednie działanie zespołów 57 wahacza i wałków 59 popychacza..

189 821

Tak więc selektywny ruch ramienia 78 siłownika powoduje zmianę szczelin 48, 48' powietrznych, przez co zmienia prędkość wyjściową sprzęgacza magnetycznego. Ramię 78 siłownika może być na przykład połączone łączem 78a ze stacjonarnym elektrycznym pozycjonerem obrotowym, który jest sterowany przez sterownik procesu. Jeżeli na przykład obciążeniem jest pompa ze sterowanym przepływem wyjściowym, urządzenie pomiarowe w wyjściowym strumieniu dostarcza dane wyjściowe do sterownika procesu, który następnie sygnalizuje obrotowemu pozycjonerowi wymagany ruch obrotowy ramienia 78 siłownika, aby odpowiednio wyregulować prędkość wyjściową sprzęgła magnetycznego. Korzystnie wał 21 wyjściowy zamiast być rzeczywistym wałem wejściowym obciążenia, jest dodatkowym odcinkiem wału, jak pokazuje fig. 1. Ten dodatkowym odcinek wału 21 jest połączony szyjkową częścią 21a końcową z piątym wirnikiem 52 poprzez okrągłą płytę 80 końcową, która przykrywa wewnętrzną tylną stronę dodatkowego odcinka 21 i część 52a piastową piątego wirnika 52. Zestawy 82, 83 sworzni łączą płytę 80 końcową z wałem 21 i częścią 52a piastową piątego wirnika 52.

Wał 21 biegnie od części 21 a szyjkowej do środkowej części cylindrycznej, na którą nałożone jest zespół 64 łożyska, i jest wykonany z pierścieniowym ramieniem 21 c, na którym osadzony jest zewnętrzny koniec wewnętrznego pierścienia zespołu 64 łożyska. Na końcu ramienia 21c wał 21 wyjściowy ma zewnętrzną cylindryczną część 21 d końcową, na którą nałożona jest uszczelka 84 łożyska i element 86a piastowy sprzęgacza 86. Sprzęgło ma uzupełniający dostosowujący element 86b piastowy z częścią 86c szyjką o takim rozmiarze, aby wchodził do niej rzeczywisty wał 21' wejściowy obciążenia. Zespół ściskający 87 typu klinowego jest wsunięty na część 86c szyjkową sprzęgacza, aby dociskowo zamocować sprzęgacz 86 na wale 21' w odpowiedzi na dokręcenie śrub 89. Elementy piastowe 86a, 86b sprzęgacza 86 są przymocowane sworzniami 88, a sprzęgacz jest przymocowany do odcinka wału 21 przez pierścieniową płytę końcową 90 przymocowaną przez zestawy 91, 92 sworzni do zewnętrznej strony końcowej odcinka wału i do elementu piastowego 86a.

Zespół ściskający 87 można zastosować również w połączeniu z piastą 36, aby zamocować ją do wału 20.

Opisany układ obejmujący odcinek wału 21 i sprzęgacz 86 umożliwia łatwą instalację albo zdjęcie sprzęgła magnetycznego według niniejszego wynalazku bez przesuwania obciążenia i związanego z nim wału 21 wejściowego ani głównego elementu przesuwającego i jego wału 20.

Dla niektórych zastosowań wynalazku istnieje potrzeba przekazania wymaganego momentu obrotowego z wału 20 wejściowego na wał 21 wyjściowy przy użyciu wirników 0 mniejszej średnicy niż jest to możliwe przy pojedynczych parach wirników magnetycznych 1 wirników przewodzących. Jak pokazuje fig. 8, potrzebę taką można zrealizować stosując drugą parę wirników magnetycznych na wale wyjściowym, rozszerzającą zespół wirnika przewodzącego aby występowała dodatkowa para wirników przewodzących i łącząc jeden z wirników magnetycznych w jednej z par z odpowiednim wirnikiem magnetycznym drugiej pary wirników magnetycznych przez pręt przeciwsobny przechodzący swobodnie przez piąty wirnik i wirnik przewodzący, które znajdują się pomiędzy dwoma wirnikami magnetycznymi połączonymi prętem.

W przykładzie wykonania z fig. 8, części odpowiadające pierwszemu opisanemu przykładowi wykonania mają analogiczne oznaczenia liczbowe. Odcinek wału 21 został przedłużony i jest oznaczony przez 121. Dwie pary wirników magnetycznych zostały oznaczone przez 124-125 i 224-225, a odpowiednie piąte wirniki zostały oznaczone przez 152 i 252. Od wirników magnetycznych 124 i 125 szczelinami powietrznymi są oddzielone wirniki przewodzące 126-127, a od wirników magnetycznych 224 i 225 szczelinami powietrznymi są oddzielone wirniki przewodzące 226-227. Wirniki przewodzące 126 i 227 mają wspólny pierścień 232 ze stali miękkiej, działający jako podpora dla elementu 128 pierścienia przewodzącego wirnika przewodzącego 126 i również dla elementu 229 pierścienia przewodzącego wirnika przewodzącego 227. Pierścienie przewodzące 129 i 228 są podtrzymywane przez pierścienie zawierające żelazo, odpowiednio 133 i 134. Ten ostatni jest połączony z piastą 136 zamontowaną na wale 20. Cztery wirniki przewodzące są przytrzymywane w odpowiednim ułożeniu przez szereg sworzni 138 przechodzący przez rurowe elementy oddzielające 139-139'.

189 821

Dwa piąte wirniki 152 i 252 są zamocowane na wale 121 w połowie drogi pomiędzy elementami przewodzącymi 129, 132 oraz 228, 229. Mają ten sam ogólny układ co piąty wirnik 52 i każdy ma zestaw czterech prętów prowadzących 51 podtrzymujących odnośną parę wirników magnetycznych 124-125 i 224-225. Dodatkowo, piąte koło 152 ma cztery otwory odstępowe 153 znajdujące się w połowie drogi pomiędzy jego prętami prowadzącymi 51, aby pręty przeciwsobne 300 mogły przechodzić swobodnie. Te pręty przechodzą swobodnie również przez otwory 153' w wirniku magnetycznym 124. Na ich wewnętrznym końcu pręty przeciwsobne są osadzone gwintowo na wirniku magnetycznym 225, a na zewnętrznym końcu przechodzą przez wirnik magnetyczny 125 i są do niego trwale przymocowane przez parę pierścieni zaciskowych 301.

Jest widoczne, że wzdłużny ruch wirnika magnetycznego 125 będzie kopiowany przez wirnik magnetyczny 225 dzięki prętom przeciwsobnym 300. Ten wzdłużny ruch jest kopiowany w kierunku wstecznym przez wirniki magnetyczne 124 i 224 dzięki działaniu zespołów wahadłowych 56 i odnośnych części, jak opisano uprzednio. Nie jest to preferowane, ale wirniki magnetyczne 124 i 224 mogą być połączone ze sobą prętami przeciwsobnymi, zamiast łączenia ze sobą wirników magnetycznych 125 i 225.

Z powyższego jest widoczne, że chociaż dla celów ilustracyjnych opisano określone przykłady wykonania wynalazku, można dokonywać różnych modyfikacji nie odchodząc od idei i zakresu wynalazku. Odpowiednio to tego, wynalazek ograniczają tylko załączone zastrzeżenia.

189 821

Fig· 3

189 821

Fg.

Fig. 6

189 821

Fig- 7

189 821

Fig. 9

189 821

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz.

Cena 4,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sprzęgło magnetyczne zawierające obrotowe wały pierwszy i drugi, mające oś obrotu, grupę dwóch wirników magnetycznych w osiowym odstępie, z których każdy zawiera odnośny zestaw magnesów, grupę dwóch wirników przewodzących, rozmieszczonych w osiowym odstępie, z których każdy ma nieżelazny pierścień przewodzący prąd, oddzielony szczeliną powietrzną od odpowiedniego zestawu magnesów, znamienne tym, że odległość pomiędzy wirnikami (26, 27) pierwszej z grup jest stała i grupa ta jest zamontowana na pierwszym wale (20), przy czym wirniki (24,25) drugiej grupy są osadzone koncentrycznie na drugim wale (21), i osadzone przesuwnie osiowo względem siebie wzdłuż drugiego wału (21), oraz zawiera elementy przeciwsobne osiowo-przesuwnie połączone z pierwszym wirnikiem (24) w drugiej grupie wirników i drugim wirnikiem (25) w drugiej grupie wirników.
2. Sprzęgło według zastrz 1, znamienne tym, że piąty wirnik (52) jest przymocowany do drugiego wału (21) w miejscu pomiędzy wirnikami drugiej grupy wirników i w którym część przeciwsobnych stanowi mechanizm podtrzymywany przez piąty wirnik (52).
3. Sprzęgło według zastrz. 2, znamienne tym, że mechanizm elementów przeciwsobnych zawiera zespół (56) wahadłowy, który jest zamontowany centralnie i wahadłowo na piątym wirniku (52) i ma przeciwne końce łączące się ślizgowo z dwoma wirnikami (24, 25), w drugiej grupie wirników.
4. Sprzęgło według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że druga grupa wirników jest zamontowana ślizgowo na piątym wirniku (52).
5. Sprzęgło według zastrz. 1, znamienne tym, że wirniki z jednej grupy są wirnikami (26, 27) przewodzącymi, z których każdy ma pierścień (28, 29) przewodzący prąd uchwycony przez odpowiedni element (49) wentylacyjny zawierający żelazo, oraz w którym wirniki z drugiej grupy są wirnikami (24, 25) magnetycznymi, z których każdy ma sąsiednie magnesy (46) ze swojego zestawu magnesów trwałych rozmieszczone z odwróconymi biegunami, a każdy zestaw jest zamontowany na odpowiednim dysku (42) montażowym, zawierającym element podpierający (43) zawierający żelazo obejmowany przez magnesy (46) tego zestawu.
6. Sprzęgło według zastrz. 1, znamienne tym, że elementy przeciwsobne zawierają pierwszy osiowo-przesuwny mechanizm, połączony z pierwszym wirnikiem (26) w drugiej grupie oraz zawierają drugi mechanizm umieszczony pomiędzy wirnikami (24, 25) drugiej grupy do przesuwania drugiego wirnika (27) w drugiej grupie osiowo na tą wybraną odległość w kierunku przeciwnym do wybranego kierunku.
7. Sprzęgło według zastrz. 6, znamienne tym, że drugi mechanizm zawiera piąty wirnik (52) zamontowany na wale pomiędzy wirnikami (24, 25) w drugiej grupie, oraz zawiera wahadłowe zespoły (56), z których każdy jest zamontowany centralnie i obrotowo na piątym wirniku (52) i przesuwnie połączony z wirnikami w drugiej grupie.
8. Sprzęgło według zastrz. 7, znamienne tym, że przegubowe zawieszenie każdego zespołu (56) wahadłowego na piątym wirniku (52) znajduje się na odpowiedniej osi obrotu usytuowanej radialnie względem osi obrotu drugiego wału (21), z tym że każdy zespół (56) wahadłowy jest zaczepiony o zespoły wirnika w drugiej grupie na miejscach będących w równej odległości od osi obrotu drugiego wału (21). .
9. Sprzęgło według zastrz. 7, znamienne tym, że każdy zespół (56) wahadłowy ma krzywkowe otwory (57) na swoich końcach, a wirniki (24, 25) w drugiej grupie mają odpowiadające wałki (58) wchodzące do tych krzywkowych otworów (57).
10. Sprzęglp według zastrz. a alb o 8, albo 9, zn amiennm tym, że każdy zespó 1 (56) wahadłowy ma położenie cofnięte w jednej płaszczyźnie z piątym wirnikiem (52) dla szczelin (48, 48') powietrznych maksymalnych oraz ma położenia wyciągnięte dla szczelin mniejszych.

189 821
11. Sprzęgło według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że jeden z wirników na pierwszym wale (20) jest oddzielony radialnie przez pierścieniowy otwór (40) od drugiego wału (21), a mechanizm przeciwsobny przechodzi poprzez ten otwór (40) do pierwszego z pozostałych wirników od mechanizmu sterującego.
12. Sprzęgło według zastrz. 11, znamienne tym, że mechanizm sterujący jest połączony z mechanizmem przeciwsobnym.
13. Sprzęgło według zastrz. 12, znamienne tym, że mechanizm przeciwsobny zawiera pierwszy element (63) bębnowy zamontowany przesuwnie osiowo, oraz wewnętrzny element (62) bębnowy o uniemożliwionym ruchu osiowym i połączony z zewnętrznym elementem (63) bębnowym.
14. Sprzęgło według zastrz. 13, znamienne tym, że połączenie pomiędzy elementami (62, 63) bębnowymi wewnętrznym i zewnętrznym stanowi szczelina (71) krzywkowa w jednym z elementów i dopełniający wałek (70) krzywkowy przechodzący przez szczelinę i zamontowany na wewnętrznym elemencie (62) bębnowym.
15. Sprzęgło według zastrz. 13 albo 14, znamienne tym, że wewnętrzny element bębnowy (62) ma wystające z niego ramię dźwigni (78) i do ramienia dźwigni (78) podłączony jest siłownik do regulacji szerokości szczelin powietrznych (48, 48').